Le moulin de Muids est établi sur un bras secondaire de la Seine. C’est un moulin de type « à roue pendante », c’est-à-dire qu’il est équipé d’une roue verticale mobile placée sous le plancher du moulin contrairement aux moulins traditionnels qui ont leur roue fixe placée sur l’un des côtés du bâtiment. Cette roue est installée dans un cadre horizontal en bois porté par des tirants verticaux également en bois qui coulissent verticalement grâce à des vérins à vis. Ce système permet de lever ou baisser le cadre dans lequel se trouve la roue selon le niveau de l’eau ou selon les besoins du meunier.

Le moulin de Muids repose sur deux fortes piles de pierre calcaire de grand appareil qui s’appuient sur les deux rives et qui possèdent un encorbellement sur leur face interne où prenne appui les contre-fiche de bois qui soutiennent les sommiers du plancher de la chambre farinière. Cet étage bâti en pan de bois et galandage de torchis est une construction plus tardive, datant du 17e ou du 18e siècle. Sa façade Ouest est percée par 4 fenêtres placées côte à côte, afin de maximiser l’éclairage naturel de la pièce, alors qu’il n’en existait qu’une à l’origine. Sa façade Est en comprend deux au même niveau.

La chambre farinière est surmontée d’une haute toiture en ardoise, qui bien que restaurée, a gardé son aspect d’origine à l’Ouest. Elle conserve notamment à cet endroit la présence des anciennes « cheminées de tirants » dans lesquelles les tirants verticaux du cadre en bois portant la roue venaient se loger lorsque la roue était relevée à son maximum. A l’Est, la toiture a été modifiée par un rehaussement général du comble qui est éclairé par une série de fenêtres. Sur la face Nord, une tourelle d’escalier hors œuvre a disparue.

Au Sud, une grande cheminée a été tardivement ajoutée, ainsi qu’un appentis en brique et moellons vers la fin du 19e siècle, pour abriter une machine à vapeur auxiliaire.

Au Nord du moulin, est accolée la maison d’habitation du meunier qui est une construction plus tardive en pan de bois sur un soubassement de moellon et dont les façades ont été largement remaniées notamment au niveau des percements.

L’intérieur du moulin a perdu toute trace de mécanismes anciens. Il subsiste uniquement 4 poteaux de bois déplacés qui soutenait la chambre farinière. Ces poteaux octogonaux à la base et cylindriques en hauteur ont été placé au 19e siècle lorsque le moulin est équipé d’une seconde paire de meule.