Le château de Moléon s'est construit et transformé au fil des siècles, à partir d'un noyau du 15e siècle. De cette époque subsistent la tour octogonale à base carrée et l'aile ouest flanquée d'une tour ronde. Au 17e siècle, un nouveau corps de logis a été ajouté parallèlement à l'édifice médiéval, complété d'un pavillon d'angle. C'est cependant au 19e siècle que le château a acquis son aspect actuel, avec l'ajout d'un bâtiment accoté d'une échauguette en encorbellement et l'édification de communs extérieurs. Construit en brique, il incarne le style architectural caractéristique des châteaux de Sologne.