Niché au fond de la vallée de l'Etze, le château de Vals s'élève sur une terrasse naturelle. Édifié au 15e siècle, ce corps de logis quadrangulaire s'accompagne d'une tour ronde d'escalier couronnée d'un chemin de ronde sur mâchicoulis. À l'est, des communs reliés par un portail en arc cintré complètent l'ensemble. Comme les autres demeures fortifiées du Cantal, il affiche moëllons volcaniques et toiture de lauzes.

Au 17e siècle, après les ravages des guerres de religion, Jean Dubois entreprit une restauration complète. Il remania la chapelle et orna la salle voûtée du premier étage de peintures murales : motifs floraux et scènes figurées. Le 19e siècle vit le géologue J.B. Rames reprendre le château, dégradé par son usage agricole, et lui restituer une nouvelle vie.