Édifice de pierre formé d'un corps de logis rectangulaire flanqué de tours d'angle, le château des Martinanches révèle plusieurs siècles de transformations. Ses fondations remontent au 11e siècle, époque à laquelle s'édifient le château et ses communs, avant que le 15e siècle n'apporte de nouvelles extensions. La façade est, encadrée de deux tours circulaires, est dominée par une tourelle polygonale saillante percée d'un escalier à vis. Au 18e siècle, le château connaît un aménagement profond visant à moderniser la demeure médiévale : une aile s'ajoute au nord, tandis que l'intérieur reçoit un décor contemporain. Les anciennes façades sud et nord subsistent sous les paements actuels, témoins de cette longue genèse. Isolé par de larges douves, le château s'atteint par deux ponts. Les bâtiments des communs, disposés en arc de cercle au sud de l'esplanade, complètent l'ensemble. Une chapelle, construite au 19e siècle, s'ajouta tardivement au complexe.