Édifié à la fin du XVIe siècle, le château de Mornay remplace une construction antérieure dont subsiste une tour parmi les communs. Implanté à l'extrémité sud d'un vaste parc rectangulaire entouré d'eau, il se compose d'un pavillon d'entrée à créneaux et mâchicoulis, surmonté d'un toit à l'impériale, séparé du château par une douve que franchit un pont de pierre.

Le château lui-même forme un bâtiment en équerre flanqué de deux tours carrées de trois étages, ornées de créneaux et mâchicoulis. Des tourelles d'escalier en colimaçon flanquent ces tours, qui sont réunies par une galerie. Le corps de logis se couronne d'un attique décoré de pots à feu.

L'édifice, qui devait initialement former un quadrilatère complet aux angles marqués de tours, n'a vu exécutée qu'une partie de ce projet ambitieux. À l'intérieur, la galerie impressionne par sa voûte entièrement peinte à l'italienne : elle illustre les Métamorphoses d'Ovide et des sujets mythologiques en camaïeu.