Die Burg liegt inmitten des Kohrener Landes, einem der schönsten Ausflugsziele zwischen Leipzig und Chemnitz. Die Anlage ist eine Höhenburg und steht auf einem Porphyritfelsen. Anfang des 13. Jahrhunderts wurde Burg Gnandstein errichtet und gilt als besterhaltene romanische Burg- und Wehranlage Sachsens. Im Inneren der Burg befindet sich ein 25 m tiefer Brunnen, der später durch ein Brunnenhaus erweitert wurde. Ein dreigeschossiger Palas entstand um 1225/30, der im 14. Jahrhundert durch ein Geschoss erweitert wurde. Wenig später wurde der Ringmauer im Osten eine Zwingermauer vorgelagert, welcher ein wesentlicher Ausbau der Verteidigungsanlage war. Die Außenmauern wurden mehrfach erweitert und im Burginnenhof ein 33 m hoher Bergfried errichtet. Im 15. Jahrhundert entstanden ein gotischer Wohnflügel, die spätgotische Kapelle und das Torhaus.

Neben dem begehbaren Bergfried und dem romanischen Palasaal finden im Museum immer wieder Ausstellungen statt. Des Weiteren finden sie in der Burg eine spätgotische Kapelle mit drei Flügelaltären.

Der am Fuße der Burg liegende Burggarten wurde bereits im Mittelalter als Nutzgarten angelegt und später teilweise als Lustgarten genutzt.