法国摄影师艾米尔基瑟尔是世界上最早拍摄吴哥窟照片的摄影师。1866年他发表的吴哥窟照片使人们可以目睹吴哥窟的雄伟风采。
1907年，暹罗将暹粒、马德望等省份归还柬埔寨。1908年起，法国远东学院开始对包括吴哥窟在内的大批吴哥古迹进行为期数十年的精心细致的修复工程。
吴哥窟的190米宽的护城河，如一道屏障，阻挡森林的围困，因此吴哥窟比其他吴哥古迹，保存得最完整。但仍然杂树丛生，有些树根深植入部分建筑物的红壤砖缝隙，逐渐将缝隙扩大，最后将红壤砖推落，使建筑物坍塌。
修复工程包括几个方面的工作：清除杂草、树林、积土、白蚁，稳定地基，支撑摇摇欲坠的建筑物，然后运用考古学家在希腊雅典和印度尼西亚爪哇等地古迹重建工作中发展起来的分析重建术，运用在吴哥古迹的重建上。
清理吴哥窟的工程在1911年完成，30年代，开始用分析重建术复原吴哥窟。分析重建法要求必须用遗址的原来材料，按原来的古代的建造方法复原遗址，只有在原物无存的情况下才允许适当使用代替物。
这项工作到了六十年代曾因柬埔寨政局动荡而停顿，于1990年代重新展开。吴哥寺在十四世纪中叶成为大乘佛教寺，因十三世纪时真腊国王阇耶跋摩七世奉大乘佛教为国教。
十五世纪初叶暹罗入侵吴哥之后。因暹罗人信奉上座部小乘佛教，吴哥寺变为上座部佛寺。此后吴哥寺一直是上座部小乘佛寺，延续至今。
吴哥窟的护城河呈长方形如口字。东西方向长1500米，南北方向长1350米，全长5700米；河面宽190米。护城河外岸有砂岩矮围栏围绕。
护城河上正西、正东各有一堤通吴哥窟西门、东门；东堤是一道土堤，西堤长200米，宽12米，上铺砂岩版，古时西堤是裹金的。护城河内岸留开一道30米宽的空地。围绕吴哥寺的红土石长方围墙。
围墙东西方向长1025米，南北方向阔802米。高4.5米。围墙正面中段是230米长的柱廊，中间树立三座塔门。正中的一座塔门，是吴哥窟的山门，它和左右两塔门有二重檐双排石柱画廊连通。画廊外侧（西侧）石柱顶部的天花板。装饰着莲花和玫瑰花图案。
各塔门都有纵通道、横通道，交叉成十字形，纵通道以出入寺院，横通道以游览画廊。此三座塔门的纵通道特别宽阔，可容大象通过，又名象门。
三座塔门的顶部塔冠，虽已残缺不全，但正中的一座，恰好比左右两座高些。仍然像一个山字形，多少保留着原来比例，和吴哥窟顶层正面看的三座宝塔相呼应。围墙的其他三面的塔门。较小和简单，而且只有小径可通，很少人去。
南塔门之下供奉一尊毗湿奴雕像。苏耶跋摩二世在位时，这尊毗湿奴像原本是供奉在吴哥寺顶层神庵内，在吴哥寺改宗佛教后，由顶层神庵请来此地守护。画廊内侧（东侧）是石壁。间以葫芦棂窗。画廊壁朝吴哥窟画廊女神浮雕
西的一面饰以舞女浮雕；画廊壁朝东的一面，装饰着跳舞或骑兽武士和飞天女神。门南的一尊飞天女神浮雕。是寺庙内独一无二露齿微笑的飞天女神。由围墙包围的寺庙大广场，占地面积82公顷。
除去位居中央的寺庙，这一片广场是古代城市和王宫的遗址，王宫遗址在寺北。如今古城和古王宫都荡然无存，满地被森林覆盖，只遗留下一些街道的轮廓。
由寺庙围墙西塔门通寺庙西山门的大路，宽9.5米，长约350米，高出地面1.5米，路面用砂岩石片铺砌；石路左右两边排列着七头眼镜蛇保护神。路南、北各有一座名为藏经阁的建筑物，其每个基点上都有出入口。
往东，路北，在藏经阁和寺庙之间，有一片荷塘，绽放各色荷花；路南对称位置的水塘，则是清水一泓。路段尽头是一条通吴哥寺庙山门的十字阳台，称为王台。王台左右有狮子守护。水塘和王台都是后人添加的。
十字王台尽头是吴哥寺的中心建筑群。它基本是由大、中、小三个以长方形回廊为周边的须弥座，依外大内小、下大上小的次序堆叠而成的三个围囿，中心矗立五座宝塔为顶点，象征须弥山。
美国学者艾丽娜曼妮卡解释这三层回廊各代表国王、婆罗门和月亮、毗湿奴。各回廊的每个基点上建立廊门，上中两层的回廊，四隅设置塔门，每层塔门的四座宝塔，中央宝塔形成五点梅花图案。
由于寺庙的朝西取向，因此上一层须弥座的位置，并非在下一层须弥座的正中，而是略略靠后偏东，为西边画廊留出更多空间；因为同样原故，西边的台阶不如东边台阶陡峭。
第一层的须弥座由砂岩石垒成，高出地面约3米；须弥座之上，有高3米许的回廊，围绕吴哥寺如口字。吴哥窟护城河。
回廊长方形，南北方向长190米，东西方向长220米。回廊四周，共有四座塔门和八座廊门，四隅各一座塔门，正西、正东各三座廊门，正北、正南各一座廊门。塔门和廊门有内、外二石阶，可通第一层内院、寺庙外院。
回廊的内侧墙壁既是寺的外墙兼巨型画廊。回廊的外侧，有两排并列的方石柱，其中一排支撑画廊拱顶，另一排支撑半拱顶边廊。回廊的二重檐拱顶。覆盖陶瓦，保护画廊壁上的石雕，不受日晒雨淋。
画廊的石壁。排列雕工精细的八幅巨型浮雕。每幅浮雕高二米余，长近百米，全长达七百余米，绕寺一周。浮雕描绘印度两篇着名梵文史诗《罗摩衍那》、《摩诃婆罗多》中的故事和一些吴哥王朝的历史。
从西北壁角按反时钟方向，西画廊展示罗摩衍那中阿逾陀国王子罗摩（rama）击败罗刹魔王罗波那（ravana）的场面，和摩诃婆罗多中佧拉婆族和班度族战争的故事。
南画廊有几幅浮雕，和吴哥王朝历史有关。其中一幅描绘苏耶跋摩二世头戴王冠，在宝座上赤足盘腿而坐。左手向左指，后手靠着宝座扶手，左右侍从各二，手执长扇。为王扇风，身后还有宫女，手持巨型蜡烛，白日点燃。
传说故事，接下去是印度神话中32层地狱和37重天堂。东画廊描绘古印度神话普拉纳斯中一个着名的故事：毗湿奴搅乳海：毗湿奴令92尊阿修罗和88尊天神把蛇王婆苏吉（vasuki）充绳索搅动乳海。
接着的毗湿奴击败阿修罗的场面是16世纪后人所加。北画廊显示毗湿奴第八化身黑天战胜阿修罗班那。西北和西南角廊的画面较小，一般多是描述罗摩衍那或黑天的故事。
进入第一层回廊西门，踏入一个名为“千佛阁”的田字阁，四周环绕回廊。田字阁被中央的十字游廊间隔为四个院落，其地面比十字游廊和回廊低约一米。原为水池，现不蓄水。田字阁的南北廊，宽约3米。外侧封闭，内侧立双排方柱。
十字游廊由两道游廊交叉成十字形，每道游廊由中廊、左偏廊、右偏廊三部分组成，由四行方柱支撑。两行内方柱支撑中廊，两行外方柱支撑各自的偏廊。中廊宽约3米，高约4.5米。上半是墙壁，下半是方柱。
石柱底部有飞天女浮雕。一些柱身和柱墙还残留深红色的涂漆，由此可窥见八百多年前吴哥窟全盛时期之辉煌景象。主廊顶呈蛋尖拱形，以陶瓦盖顶。左右偏廊，宽约2.5米，高约3米；游廊总宽度约8米。
几世纪来，朝拜者曾在阁内留下许多佛像，不过大部分佛像现在已被挪走。阁内还有不少颂扬朝拜者善行的铭文，多数是高棉语，一些是缅甸语。田字画阁之外的院子，乃寺庙第一层围囿的内院，如反匚字形。
在第一层围囿的西北角和西南角，各有一座藏经阁。田字阁的北廊、中廊和南廊各有石阶廊西通寺庙的第二层围囿。
第二层台基又高出第一层台基五米半，四周也有长方形回廊，东西方向长约115米，南北方向宽约100米。回廊没有石柱，也没有偏廊，两壁分布竖葫芦棂窗，间以天神浮雕。回廊共有十座廊门，四隅各一，东南北各一，西边三座。
每座廊门有内外二石阶，下通第一围囿内院，内通第二围囿内院。西边的三座廊门，通第一围囿的田字阁。第二层回廊四角的塔门，顶部各矗立一座宝塔；因年久失修，四座宝塔的顶部大半缺损，九层宝塔只剩二三层。
第二围囿内院的西南、西北隅各有一座小型的藏经阁。两座藏经阁之间由一个十字形阳台的南北道相连，阳台的东西道连接第二层回廊的西门和第三层回廊的西门。这个十字阳台也是后人添加的。
寺庙的第三层台基，即最内和最高层台基，称为巴甘，正方形，形如金字塔，但由两段叠成，巍然拔地而起12米，比一、二层台基高一倍。台基四周有十二道台阶，东南西北每边各三道，十二道台阶都十分陡峭，必须手脚并用，匍匐攀登，象征登天之艰辛。
台阶之上的田字形重檐画廊，60米见方，上立五座宝塔，四隅各一塔门，正中矗立一座42米高的大主塔，塔顶离地65米，主塔比四个角塔高大；五座宝塔，排成五点梅花式。每塔内设神龛。
主塔的神龛，最初四通，中供毗湿奴一尊，在改奉上座部佛教后，中供佛像，三面用佛像壁围拢。各塔门之间，塔门与主塔之间，由田字画廊相连。
田字画廊由回廊和十字游廊组成，回廊分主廊和偏廊两部分，主廊靠外的墙壁分布着竖葫芦棂窗，在正东、正西、正南、正北四个基点则分布长方形无栏窗。主廊的内侧为立柱排，主廊上有高五米的拱顶，偏廊内侧排列立柱，半拱顶高三米。
十字游廊有一走廊，二偏廊，一拱顶，二半拱顶，左右各二排方石柱。田字廊的拱顶和半拱顶上铺陶瓦。画廊顶部的天花板刻狮头蛇像，画廊和神龛入口有布满雕饰的门楣和三角墙。
回廊东南西北四边的正中各有廊门，每廊门有台阶下通第二层；回廊四隅的塔门，各有二道台阶下通第二层。
吴哥窟布局十分均称，富有节奏。吴哥窟建筑群，有两种形式的对称，镜像对称和旋转对称。从护城河、外郭围墙到中心建筑群，以横贯东西方向的中轴线为中心，呈现准确的镜像对称：甚至广场大道中轴线上南北两个藏经阁、两个水池，也对称的分布在两边。
从广场大道望吴哥寺见正中一高塔，两座较小的塔在左右对称地陪衬着，构成一个山字形。寺庙顶层的五子梅花塔群，除了中轴对称之外，有更严谨的两种旋转对称：从东、西、南、北四方，呈现相同的山字形构图，成90度旋转对称。
还有第二组90度旋转对称：从西北、西南、东南、东北、四个对角方向看，也是一样的山字形构图。五座宝塔也只有如此安排，才有最大限度的对称效果，四面八方地重复展示同一造型主题。
台基结构，源自希腊，传入印度，从印度传入真腊后，演变成为吴哥窟建筑重要特色之一。可能是因为柬埔寨常遭受媚公河泛滥之灾，时至今日许多民居任搭在高架上以避洪水，吴哥许多古迹都台基。
十世纪初的巴肯寺有五层台基，十世纪中叶的空中宫殿有四层台基。吴哥的台基起初可能是避洪水，到后来台基发展成为吴哥建筑艺术的一个重要组成部分，河水不到的高层建筑，如吴哥窟第二三层的内院小藏经阁，也都有了台基。
十三世纪中叶吴哥窟的三重台基和五座中央宝塔更成为印度神话中须弥山的象征。须弥山有五座山峰。巴肯山寺、空中宫殿虽有多重台基，但毕竟只有一座中心宝塔，还未能完全代表须弥山。吴哥窟顶层有五座宝塔，则完全地象征须弥山的五峰。(
