ปราสาทเมืองสิงห์ ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นพุทธศาสนสถานในพุทธศาสนา นิกายมหายาน มีสถาปัตยกรรม และปฏิมากรรม ร่วมสมัยกับของสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 เดิมปราสาทแห่งนี้มีชื่อปรากฏในจารึกปราสาทพระขรรค์ว่า ศรีชัยสิงห์ปุระ ลักษณะผังเมืองเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า กำแพงเมืองก่อด้วยศิลาแลง กว้างประมาณ 800 เมตร หมายถึงส่วนกว้างของเมือง ยาวประมาณ 850 เมตร และกำแพงสูง 7 เมตร มีประตูเข้าออก 4 ด้าน มีคูน้ำคันดินล้อมรอบ ภายในเมืองมีสระน้ำ 6 สระ จากการขุดแต่งพบศิลปกรรมที่สำคัญ คือ พระพุทธรูปนาคปรก พระโพธิสัตว์อวโลกิเตศวร และ นางปรัชญาปารมิตา และยังพบรูปพระโพธิสัตว์อวโลกิเตศวรเปล่งรัศมีอีกองค์หนึ่ง ซึ่งมีรูปลักษณ์คล้ายกับที่พบในประเทศกัมพูชา โบราณสถานหมายเลข 1 และโบราณสถานหมายเลข 2 ภายในอุทยานประวัติศาสตร์เมืองสิงห์ เป็นอาคารที่สันนิษฐานว่า เป็นศาสนสถานที่สำคัญ มีองค์ปรางค์ประธานตั้งอยู่กลางอาคาร และเป็นที่ตั้งของรูปเคารพ สร้างด้วยศิลาแลง ส่วนโบราณสถานหมายเลข 3 อยู่นอกกำแพงแก้ว สันนิษฐานว่า เป็นเจดีย์ 2 องค์ และโบราณสถานหมายเลข 4 ตั้ังอยู่ใกล้กับโบราณสถานหมายเลข 3 เป็นอาคารรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า นอกจากนั้นยังพบหลักฐานการตั้งถิ่นฐานตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ในพื้นที่นี้ เนื่องจากพบหลุมฝังศพที่มีอายุราว 2,000 ปีมาแล้ว โดยหลุมขุดค้นทางโบราณคดี ตั้งอยู่ริมแม่น้ำ ขุดค้นพบทั้งโครงกระดูก เครื่องมือเครื่องใช้ ภาชนะสำริด ดินเผา เครื่องมือเหล็ก สร้อยคอทำด้วยลูกปัดหิน และลูกปัดแก้ว ชี้ชัดว่า ชุมชนเหล่านี้เกิดก่อนที่จะสร้างเมืองสิงห์