วัดพระธาตุดุมเป็นโบราณสถานแบบพระปรางค์สร้างขึ้นด้วยก้อนอิฐ ล้อมรอบด้วยบึงน้ำ ภายในบริเวณดูสงบ มีความสวยงามเรียบง่าย ปัจจุบันลักษณะคงเหลือเพียงพระปรางค์องค์เดียว สันนิษฐานว่าสร้างขึ้นสมัยเดียวกับพระธาตุนารายณ์เจงเวง แต่องค์ปราสาทเล็กกว่าพบทับหลังทั้ง 4 ด้าน ด้านทิศเหนือเป็นภาพนารายณ์บรรทมสินธุ์ นอกจากนี้ยังมีภาพเทวดาทรงพาหนะเหนือหน้ากาลประกอบด้วยสัตว์ต่าง ๆ เช่น ช้าง สิงห์ และลายใบไม้ม้วน การกำหนดอายุประมาณพุทธศตวรรษที่ 16-17 ศิลปะเขมรแบบบาปวน