Stejně jako většina khmerských chrámů je Vat Phou orientován na východ, ačkoli osa směřuje osm stupňů jižně od východu, což je dáno především orientací hory a řeky. Včetně barajů (nádrží) se táhne 1,4 km východně od pramene na úpatí skály ve výšce 100 metrů. Ve vzdálenosti 6 kilometrů východně od chrámu, na západním břehu Mekongu, leželo město, zatímco cesta jižně od samotného chrámu vedla k dalším chrámům a nakonec do města Angkor.
Přístup k chrámu od města (z něhož se zachovalo jen málo), první dosažená část chrámu je řada barajů. Pouze jeden z nich nyní obsahuje vodu, prostřední baray o rozměrech 600 x 200 m, který leží přímo podél osy chrámu; severně a jižně od něj se nacházely nádrže a další dvojice na každé straně hráze mezi prostředním barayem a paláci.
Dva paláce stojí na terase po obou stranách osy. Jsou známy jako severní a jižní palác nebo bez jakýchkoli dokladů jako mužský a ženský palác (termín „palác“ je pouhou konvencí a jejich účel není znám). Každý z nich se skládal z obdélníkového nádvoří s chodbou a vchodem na straně k ose a nepravými dveřmi na východním a západním konci. Nádvoří obou budov mají lateritové zdi. Stěny chodby severního paláce jsou lateritové, zatímco stěny jižního paláce jsou pískovcové. Severní budova je nyní v lepším stavu. Paláce jsou pozoruhodné především svými frontony a nadpražími, které jsou ve stylu raného Angkor Watu.
Na další terase je na jihu malá svatyně Nandiho (Šivova hora), ve špatném stavu. Cesta spojující Vat Phou s Angkorem vedla jižně od tohoto chrámu. Pokračujeme-li na západ, vedou na další terasy postupná schodiště; mezi nimi stojí dvarapala, který začal být uctíván jako král Kammatha, mýtický stavitel chrámu. Na úzké další terase jsou zbytky šesti malých svatyní zničených hledači pokladů.
Cesta vrcholí sedmi pískovcovými stupni, které stoupají na horní terasu a do centrální svatyně. Svatyně se skládá ze dvou částí. V přední části z pískovce jsou nyní umístěny čtyři obrazy Buddhy, zatímco zadní cihlová část, v níž se dříve nacházel centrální lingam, je prázdná.
Celá střecha chybí, ačkoli na přední straně byla přidána provizorní krytina. Voda z pramene, který vyvěrá ze skály asi 60 m jihozápadně od svatyně, byla vedena kamennými akvadukty do zadní komory a průběžně omývala lingam. Svatyně je pozdější než severní a jižní palác, patří do období Baphuon z konce 11. století. Na východní straně jsou tři vchody: od jihu k severu, jejich fronton zobrazuje Krišnu, jak poráží nágu Kálíju, Indru na Airavatovi a Višnua na Garudovi. Východní stěna nese dvarapaly a dévaty. Vchody na jihu a severu mají vnitřní a vnější nadpraží, včetně jednoho na jihu, které zobrazuje Krišnu trhajícího Kamsu.
Dalšími prvky areálu jsou knihovna ve špatném stavu jižně od svatyně a reliéf Trimurti na severozápadě. Severněji se nacházejí další rytiny: otisk Buddhovy nohy na skalní stěně a balvany ve tvaru slona a krokodýla. Krokodýlí kámen získal určitou proslulost jako místo, kde se pravděpodobně konaly každoroční lidské oběti popsané v čínském textu ze šestého století. Této identifikaci dodává jistou věrohodnost podobnost rozměrů krokodýla s rozměry člověka.
.