ตั้งอยู่บนเนินดินด้านตะวันตกของทางรถไฟ ใกล้กับศาลพระกาฬ มีลักษณะเป็นปรางค์เรียงต่อกัน 3 องค์ มีฉนวนทางเดินเชื่อมติดต่อกัน พระปรางค์สามยอดเป็นศิลปะเขมรแบบบายน ซึ่งมีอายุราวพุทธศตวรรษที่ 18 สร้างด้วยศิลาแลง และตกแต่งลวดลายปูนปั้นที่สวยงาม เสาประดับกรอบประตูแกะสลักเป็นรูปฤาษีนั่งชันเข่าในซุ้มเรือนแก้ว ซึ่งเป็นแบบเฉพาะของเสาประดับกรอบประตูศิลปะเขมรแบบบายน ปรางค์องค์กลางมีฐาน แต่เดิมเป็นที่ประดิษฐานพระพุทธรูปและมีเพดานไม้เขียนลวดลายเป็นดอกจันสีแดง ด้านหน้าทางทิศตะวันออกมีวิหารสร้างขึ้นในรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ประดิษฐานพระพุทธรูปศิลาขนาดใหญ่ปางสมาธิที่สมบูรณ์ดี เป็นศิลปะแบบสมัยอยุธยาตอนต้น อายุราวพุทธศตวรรษที่ 20 ปรางค์สามยอดนี้แต่เดิมคงเป็นเทวสถานของขอมในพุทธศาสนาลัทธิมหายาน ต่อมาได้ดัดแปลงเป็นเทวสถานโดยมีฐานศิวลึงค์ปรากฏอยู่ในองค์ปรางค์ทั้งสามปรางค์ จนกระทั่งถึงรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์ฯ จึงได้บูรณะปฏิสังขรณ์พระปรางค์สามยอดเป็นวัดในพุทธศาสนา แล้วสร้างพระวิหารก่อด้วยอิฐ ลักษณะสถาปัตยกรรมแบบอยุธยาผสมแบบยุโรปในส่วนของประตูและหน้าต่าง ภายในวิหารประดิษฐานพุทธรูปหินทรายปางมารวิชัย ศิลปะอยุธยาตอนต้น ปัจจุบันยังคงประดิษฐานอยู่กลางแจ้ง เปิดให้เข้าชม ระหว่างเวลา 06.00-18.00น. เว้นวันจันทร์-อังคาร อัตราค่าเข้าชม ชาวไทย 10 บาท ชาวต่างประเทศ 50 บาท หรือ สามารถซื้อบัตรรวม ชาวไทย 30 บาท ชาวต่างประเทศ 150 บาท โดยบัตรนี้สามารถเข้าชม วัดพระศรีรัตนมหาธาตุ พระที่นั่งไกรสรสีหราช พระปรางค์สามยอดและบ้านหลวงวิชาเยนทร์