Kasteeldomein met kasteel, toegangspoort, hovenierswoning (Tillegemstraat nummer 79), kasteelhoeve et cetera gelegen in een uitgestrekt park omgeven door bos.

Het domein met het kasteel van Tillegem is gelegen in de bosrijke omgeving tussen de Torhoutse Steenweg en de Tillegem- en Wittemolenstraat. Naar verluidt is Tillegem ontstaan als deel van het koninklijk domein Snellegem. Vermoedelijk pas in de loop van de 12de eeuw - en ten laatste in de 13de eeuw - is het door de graaf van Vlaanderen aan de heer van Voormezele afgestaan in ruil voor de tiendeninkomsten van de kanunniken van Sint-Donaas.
De oudst gekende heer van Tillegem is Jan uit het huis van Voormezele. Daarna kwam het kasteel onder meer in het bezit van welstellende stedelijke families zoals Hubrecht, van Aartrijke en van Overtvelt, en van onder meer Jan de Baenst, de families van Poecke, de Burchgrave, de Matanca, de Schietere de Damhouder, le Bailly de Tillegem, Koenigs, de Peñaranda de Franchimont, de Briey en Verhaegen.
1547 (?): beschrijving van de heerlijkheid waarbij het kasteel als volgt wordt omschreven: "eerst soo esser tcasteel ghenaempt Tilleghem int leen int viercante ghemetst buijten watere ende staende gheheel up schoone vouten met eene schoone poorte ende breede walgracht, versiert van veele diversche ghelamborseerde cameren, salen en de galderien".
na 1562: op een miniatuur staat het kasteel afgebeeld vanuit het noordwesten: de west- en noordgevel zijn afgebeeld, met inbegrip van de hoofdtoren en drie hoektorens. Het geheel is omgeven door een slotgracht.
16de-17de eeuw: belangrijke wijziging aan de zuidkant van de hoofdtoren met name bouw van een nieuwe hoofdingang. Hiervoor werd onder meer in het zuidelijk gedeelte van de westkelder een boog geslagen waarop de rechterzijmuur van de ingangshal gebouwd werd.
1641: in Sanderus' Flandria Illustrata wordt het kasteel afgebeeld met vier woonvleugels. Het noordelijk gedeelte van de westvleugel waarvan de bedaking van de westvleugel links en rechts van de centrale toren ongelijk is. Het dak van het zuidelijke gedeelte van de westvleugel komt hoger dan de andere vleugels.
18de eeuw: het kasteel ondergaat een grondige wijziging want in de westvleugel wordt de hoofdtoren gesloopt en binnenin een nieuwe indeling gemaakt die tot op heden is bewaard; de overige vleugels worden tot op de kelderverdieping afgebroken. Het tijdstip van de verbouwing is mogelijk aangegeven door een steen in de keldervloer met het opschrift: "EERSTEN STEEN/ GELYDT DOOR / JOR PPS JOSEPS LEBAILLY / HEERE VAN TILLEGHEM && / TWEEDEN STEEN DOOR / MEJOFFR ANNA JOSE...A / PETRONA VERANNEM... / SYNE GESELNEDE / DEN 6 JULIUS 1766".
1825: een schattingsverslag geeft volgende beschrijving: "een casteel ... gebouwt in zijnen steen met op ieder einde een thooren staande, geheel den bauw op zijne soutereym dienende voor keuken en kelderingen, benevens van oosten met eene groote ten deele ingevallen terrasze, rondom bewaalt, waar van den ingang voormaals was met eene steene brugge van westen over gezeide wal, alsnu zijnen ingang hebbende van oosten, bestaande het corps de logis ten inkomen in een festibule met courbe trap, antichambre, eetplaats, office, salon en cabinet, hebbende nog op ieder einde een plaatse onder de thoorens. Op de eerste statie een strekkende corridor van westen hebbende op ieder einde een cabinet in de gemelde thoorens, dry slapkamers met hunne cabinetten en voorder gerieven trap leidende naar een strekkende zolder over geheel den bauw overtimmert met goede daekinge overdaekt met schaillien met aan wederzijds eene loote gote; voorders nog eene partie houde steenen, marbel ende delyien".
1845-1846: op het kasteeldomein, op 300 meter van het kasteel, wordt de spoorlijn Brugge-Torhout aangelegd.
Midden 19de eeuw: afbeeldingen van het kasteel tonen het gebouw met zijn westvleugels en de twee hoektorens. Het schrijnwerk van de muuropeningen was 19de-eeuws en de ingang, die rechts van de vroegere toren was gelegen, duidelijk 18de-eeuws.
1879: het kasteel wordt aangekocht door Charles de Peñaranda. In opdracht van de nieuwe eigenaar wordt het kasteel volgens plannen van Jean Bethune verbouwd. Vóór de gevel werd een nieuw bakstenen parement gemetseld, de bestaande vensteropeningen tot kruisvensters verbouwd en aan de ingang een geveltoren opgetrokken. Ter bevordering van de circulatie binnenin is een gang met twee kortere gevelaanzetten gebouwd tegen de achtergevel; de benedenvensters in deze achtergevel zijn veranderd in binnendeuren. Binnenin het kasteel is enkel de huiskapel in neogotische stijl getransformeerd.
1905: de geveltoren ter hoogte van de daken is nog verhoogd en wordt onder meer voorzien van kleine arkeltorens.
1963: het kasteeldomein - zonder kasteel - wordt aangekocht door de Provincie West-Vlaanderen en opengesteld voor het publiek. Het kasteel met het omliggende park komt pas in 1980 in handen van de Provincie.
1983: aan de rand van het domein (toegankelijk via de Tillegemstraat) worden enkele akkers heraangelegd als volkstuincomplex met 60 individuele percelen, geordend volgens een labyrintisch geheel.
Vóór de provincie het kasteel in gebruik neemt, wordt eerst de beslissing genomen het grondig te restaureren onder leiding van het architectenbureau Felix-Glorieux uit Oostende.
Ter afronding van de restauratie van het kasteel is in 1986 een formele tuin aangelegd met de bedoeling het kasteel een kader te geven en de omgeving te structureren. De tuin vormt een noodzakelijke schakel tussen het kasteel en de spontane natuur van de omliggende bossen en graslanden.
1985-1987: grondige restauratiecampagne. De belangrijkste ingrepen situeren zich op de kelderverdieping maar ook de drie 18de-eeuwse salons krijgen hun luister terug. De boven- en zolderverdiepingen worden aangepast naar de nieuwe administratieve functie.

De toegangspoort is een restant van de noordvleugel van het zeker 16de-eeuwse neerhof waarin zich de kapel, de stallingen en de noordpoort bevonden. Enkel de tudorboogingang bleef bewaard in een verbouwd muurfragment. Boven de ingang zit in een kader met geprofileerde omlijsting, het wapenschild van de familie de Schietere de Damhouder, vastgehouden door twee klimmende hazewinden.

Het huidige kasteel is een restant van een middeleeuwse, vierzijdige waterburcht waarvan de vier onderkelderde vleugels een binnenplaats omsloten en op elke hoek voorzien waren van een vierzijdige toren; in het midden van de voorvleugel stond een grote toren. Nu resteren enkel een in de 19de eeuw verbouwde westvleugel met een neogotische toren aan de voorkant en een eveneens neogotische aanbouw met twee kortere zijvleugels aan de achterkant; van de overige vleugels is enkel de kelderverdieping bewaard gebleven.
Als bouwmateriaal is voornamelijk gebruik gemaakt van baksteen en in de vóór-19de-eeuwse delen ook natuursteen zoals veldsteen en Doornikse en Brabantse kalksteen (uit Gobertange en Balegem).
Via een stenen brug en een houten pseudo-ophaalbrug bereikt men het kasteel met overwelfd voorportaal waarin een neogotische toegangspoort onder wapenschilden van de Peñaranda de Franchimont en de Laage de Bellefaye en spreuk "Pena Temperenda" (lijden moet verzacht).
De westvleugel wordt geflankeerd door twee hoektorens met ingesnoerde naaldspits; de ingangstravee is opgenomen in een gedecentraliseerd, vierkant torenvolume. Op het einde van de 19de eeuw kreeg de bestaande voorgevel van acht traveeën een neogotisch bakstenen parement dat iets vooruit springt en opgebouwd is op een fries van spitsboogjes boven de kelderverdieping. De gevel wordt geritmeerd door segmentboogvormige traveenissen, aansluitend bij een getrapt dakvenster. De centrale toren met overwelfd neogotisch voorportaal, is opengewerkt aan de voorkant en aan de zijkanten; kruiskozijnen samen met een uurwerk gevat in een rondboognis. Zijgevels met hoge segmentboognissen. Inkom toegankelijk via een ophaalbrug en een natuurstenen brug gebouwd op twee spitsbogen. Op de natuurstenen brug, twee gekanteelde halfronde erkers. Massieve hoektorens op vierkante plattegrond met plint van Gobertangesteen.
Zuidvleugel van twee traveeën waarvan de gevel is opengewerkt met rechthoekige muuropeningen, sommige voorzien van natuurstenen kruiskozijn. Op de verdieping een houten erkeruitbouw.
Neogotische oostvleugel van tien traveeën en twee bouwlagen + kelderverdieping onder leien zadeldak. Verankerde bakstenen lijstgevel geritmeerd door Brugse traveenissen. Rechthoekige muuropeningen met natuurstenen kozijnconstructies. Hierbij aansluitend terras met ijzeren leuning. Achteruitgang met brug over omwalling.

Interieur. Volledig onderkelderd. Kelder onder de westvleugel met 14de-eeuws kruisribgewelf aanzettend op natuurstenen consolestenen. Voormalige keuken met komfoor van blauwe gesinterde baksteen en imposante zwartmarmeren barokschouw met houten haardbalk. De achterwand is onder meer bezet met blauwe Delftse tegels. Kelder onder de noordvleugel. Tweebeukige kelder van drie traveeën waarbij twee arduinen zuilen met achtzijdig dekstuk bakstenen gordelbogen dragen die aanzetten op natuurstenen consolestenen. Kelder onder de oostvleugel met bewaarde paardenboxen. Onderbouw van de oostwaarts gerichte kasteelkapel.
Inkom met zwartmarmeren schouw uit de 17de eeuw opgebouwd uit twee zijwangen met dubbele volutes. Houten hoofdgestel met gevleugeld engelkopje en bladwerk. De achterwand is voorzien van purperen landschapstegels.
Aansluitend bij de inkom, de vroegere eetkamer. Kamer met symmetrische evenwichtige opbouw. Rococoschouw met zwartmarmeren schouwmantel, schouwboezem met schuin geplaatste hoekpilasters versierd met rococostucwerk. Bepleisterde moerbalken en rococostucwerk.
Hoektoren met kruisribgewelf aanzettend op natuurstenen consolestenen.
Enfilade van salons met typische 18de-eeuwse rococo-aankleding. Voormalig eetkamer met rococoschouw van wit geaderd roodbruin marmer en naar voor gebogen zijwanden eindigend op consolevolutes die in het dekstuk overgaan. Schouwboezem met licht golvende afdekking versierd met een klein rococomotief. Aanpalend groot salon met zwartmarmeren schouw voorzien van schuin geplaatste zijpenanten met volute-achtige consoles die de plaat van het dekstuk ondersteunen. Schouwboezem met rococostucwerk. Sinds 1987 aanwezigheid van de 18de-eeuwse salonschilderijen uit het huis Sint-Maartensplein 5 te Brugge.
Noordwestelijke hoektoren werd circa 1900 tot huiskapel omgevormd. Kruisribgewelf aanzettend op natuurstenen consolestenen. Typische neogotische beschildering met onder meer sjablonen, opschriften in gotische schrift en wapenschilden.
Voormalige bibliotheek met eenvoudige houten lambrisering, barokke schouw met zwartmarmeren wangen en houten schouwbalk. Houten bordestrap in Lodewijk XV-stijl. Trappaal met rocaille-ornament uitlopend op een roofvogelkop. Trapleuning met opengewerkte panelen voorzien van rocaillemotieven.
Op de verdieping bleef enkel de neogotische aankleding ter hoogte van de erkeruitbouw bewaard. De kamer is voorzien van een lambrisering met perkamentvulling.
De zolder bewaart een eind 19de-eeuwse kap. De hoektorens bewaren een oudere dakconstructie rustend op muurstijlen aanzettend op natuurstenen consolestenen.

Ten noorden van het kasteel werd in 1894 op vraag van de Peñaranda een kasteelhoeve opgetrokken. Hoeve met losse bestanddelen opgetrokken rondom een deels verhard, deels begraasd erf met enkele bomen. Verankerde baksteenbouw onder pannen zadeldaken.
Het boerenhuis telt twee bouwlagen en heeft een duidelijke neogotisch geveluitwerking, zie verdiepte, gekoppelde nissen boven de openingen. Kleine dakruiter. Vernieuwd schrijnwerk. Ten oosten van het boerenhuis ligt een lange stalvleugel en ten westen een schuur. Alle volumes zijn vrij grondig gerestaureerd, vermoedelijk ook eind de jaren 1980, en zijn deels herbestemd met educatieve doeleinden.
Naast de hoeve staat een vernieuwd wagenhuis, deels afkomstig van de hoeve Nieuwstraat nummer 6 in Moerkerke (Damme) en tussen 1996-1998 gerestaureerd en hier herbouwd. De constructie is op een moerbalk gedateerd "1810" maar werd na de overplaatsing vrij grondig gerestaureerd door Elie Van Acker. Het is een schuur met nagenoeg vierkant grondplan, bestaande uit de eigenlijke wagenstalling met daarnaast twee afgesloten berghokken voor kleiner landbouwmateriaal. De houtconstructie rust op een lage, bakstenen plint waarvan de bovenkant met een rollaag is afgewerkt. Het wagenhuis heeft een open doorrit, terwijl de zijdelingse wanden met brede planken zijn gedicht. Een kleine zolder is enkel van buitenaf te bereiken via twee deurtjes. Het bovendeel van het dak, tot en met de wolfseinden, was vóór de demontage met stro bedekt, heden met dakpannen. Wegens zijn nieuwe locatie naast de staande wip van de schuttersvereniging is het dak beschermd het schuttersgaas.

Het kasteel ligt in het zogenaamd bos van Tillegem dat voornamelijk bestaat uit loof- en naaldhoutpercelen. Het bos bezit een schrale, zandige bodem. Vroeger kwam hier vooral heide voor. Ook werd in het bos aan hakhoutbeheer gedaan. Van beide vegetatietypes bleven een aantal relicten in het domein bewaard. Vooral de eikenhakhoutbestanden vormen een goede illustratie van het spaarzame beheer van het bos in vorige eeuwen.
Het huidige bosbestand bestaat vooral uit hoog- en middelhout. Op de hoger gelegen percelen met een zandige ondergrond overheersen naaldhoutbestanden met onder meer Grove Den, Zwarte Corsicaanse den, Lork en Douglasspar. Percelen let een zandlemige bodem vertonen meer afwisseling met name Berk, Beuk, Eik, Es, Esdoor, Linde, Sporkehout, Boskers en Gewone vogelkers. Algemeen verspreid is ook de Amerikaanse vogelkers, waarvan de rijpe bessen in het najaar massaal spreeuwen en lijsterachtigen trekken.

In het park ligt herberg "In de Trutselaar" (Tillegemstraat nummer 85), een recent verbouwd pand met erachter een bewaard boerenarbeidershuisje met in het verlengde een stal met deels houten beplanking; ten westen lager volume met stal en bergruimtes. Deels bewaard houtwerk en pomp Achter de herberg staat een nieuwe rosmolen, deels opgebouwd met de onderdelen van de afgebroken rosmolen van de hoeve in de Driekoningenstraat nummer 1 te Houtem; heropbouw zoveel mogelijk gebaseerd op oude foto's en deels geïnspireerd op de nog bestaande rosmolens.
De originele rosmolen werd in Houtem tijdens de slag om Duinkerke in 1940 - met uitzondering van de binneninrichting (aandrijf- en maalwerk) - erg beschadigd. In 1971 kocht de provincie de binneninrichting aan en in 1976 werd de rosmolen op het domein van Tillegem herbouwd door aannemer A. Vandendorpe; de binneninrichting werd nagekeken door de firma Peel uit Gistel.
Vierzijdige constructie met afgeschuinde hoeken; wanden van houten stijlen met pen- en gatverbindingen, met een buitenbetimmering en bakstenen plint. Pannen dak en leien dak als bekroning voor de staartbalk. Ingang in noordwand; west- en oostwand met gat om paard te kunnen aansporen. Koningspil met ijzeren pen onderaan, die draait in taatspot in de ankerbalk. Staartbalk en leidsman. Binnenin is kroonwiel aan koningspil bevestigd door een kruis met dubbele armen. Rondom rond ligt een bakstenen looppad.