ปราสาทตาเมือนธม ตั้งอยู่ในช่องเขาตาเมือน (หรือช่องเขาตาเมียง) เทือกเขาพนมดงรัก ในเขตบ้านหนองคันนาสามัคคี หมู่ 8 ตำบลตาเมียง อำเภอพนมดงรัก จังหวัดสุรินทร์ เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในอุทยานประวัติศาสตร์กลุ่มปราสาทตาเมือน ซึ่งประกอบด้วยปราสาทหินสามหลัง เรียงลำดับจากขนาดใหญ่ไปขนาดเล็ก คือ ปราสาทตาเมือนธม ปราสาทตาเมือนโต๊ด และปราสาทตาเมือน
ปราสาทตาเมือนธม เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่ม (ธม เป็นภาษาเขมร แปลว่า ใหญ่) ตัวปราสาทอยู่บนเนินเขาสร้างคร่อมโขดหินธรรมชาติที่ศักดิ์สิทธิ์ในรูปของสยัมภูศิวลึงค์ และเป็นที่สำหรับประกอบพิธีกรรม
ตัวปราสาทตาเมือนธม หันหน้าไปทางทิศใต้ ผิดแผกจากแห่งอื่นซึ่งมักจะหันหน้าไปทางทิศตะวันออก รับกับเส้นทางที่มาจากเขมรต่ำผ่านมาทางช่องทางตาเมือนนี้
ปราสาทตาเมือนธมประกอบด้วยปราสาทประธาน มีอาคารอื่น คือปรางค์ก่อด้วยหินทรายสองหลัง อยู่ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และตะวันตกเฉียงเหนือของปราสาทประธาน มีบรรณาลัยศิลาแลงสองหลัง และนอกระเบียงคดทางทิศเหนือ มีสระน้ำขนาดเล็กสองสระ
ปราสาทแห่งนี้อยู่ใกล้เขตชายแดนเขมรมากที่สุด การเที่ยวชมจึงควรอยู่เฉพาะภายในเขตปราสาทเท่านั้น ไม่ควรเดินออกไปไกลจากแนวต้นไม้รอบปราสาทเพราะพื้นที่นี้ยังไม่ปลอดภัยนัก
กลุ่มปราสาทตาเมือนนี้นับได้ว่าเป็นกลุ่มปราสาทที่มีความสมบูรณ์ในด้านของการอำนวยประโยชน์แก่ผู้คนที่ใช้เส้นทางผ่านช่องเขา ซึ่งไม่ปรากฏในถิ่นอื่น การที่มีกลุ่มปราสาทตาเมือนตั้งอยู่ในบริเวณนี้เป็นประจักษ์พยานที่แสดงให้เห็นว่า ในอดีตเส้นทางช่องเขาตาเมือนนี้คงจะมีชุมชนหรือเป็นเส้นทางผ่านช่องเขาสำคัญของภูมิภาค
กลุ่มปราสาทตาเมือน ตั้งอยู่ที่บ้านตาเมียง อำเภอกาบเชิง จังหวัดสุรินทร์ เนื่องจากกลุ่มปราสาทนี้ตั้งอยู่ในเขตชายแดนประเทศไทย เพื่อความสะดวกและปลอดภัยในการเดินทางเข้าชม ควรติดต่อหน่วยตำรวจตระเวนชายแดนที่ตั้งด่านอยู่ที่หมู่บ้าน
การเดินทาง จากจังหวัดสุรินทร์ไปทางอำเภอปราสาทตามทางหลวงหมายเลข 214 จนมาถึงทางแยกตัดกับทางหลวงหมายเลข 2121 ไปตามป้ายบอกทางไปกิ่งอำเภอพนมดงรัก ผ่านด้านตรวจที่บ้านนิคมซอย 16 มาจนถึงทางแยก ให้ใช้เส้นขวาหรือเส้นตรง(หมายเลข 2075) จนพบป้ายบอกทางไปกลุ่มปราสาทตาเมือน ให้เลยป้ายไปอีกหน่อย จะพบทางที่มีป้ายบอกไป ฉก. ตชด. 16 เลี้ยวไปตามถนนเส้นนี้ตรงมาเรื่อยๆ จนพบสี่แยกเลี้ยวขวา ผ่านบ้านหนองคันนา ใช้ทางตรงมาเรื่อยจนพบทางแยก จะพบปราสาทตาเมือนก่อนใกล้ๆกันนั้นมีหน่วยตระเวนชายแดนคุ้มครองนักท่องเที่ยว ควรติดต่อเจ้าหน้าที่ก่อนเพื่อความปลอดภัยในการเที่ยวชมปราสาท
จากบุรีรัมย์ไปตามเส้นทางหลวงหมายเลข 219 ที่จะไปบ้านกรวด จนมาถึงแยกที่ตัดกับทางหลวงหมายเลข 2121 เข้าทางหลวงหมายเลข 2121 แล้วไปตามเส้นทางเช่นเดียวกับข้างต้น