Die Ruine Hohenmelchingen repräsentiert eine der bedeutendsten Burganlagen in der Region „Sonnenalb“. Erstmals wurde die Burg im Jahr 1344 erwähnt, als die Grafen von Württemberg ihren Anteil daran Burkhard von Melchingen als Lehen überließen.
Von da an wechselte die Burg mehrmals den Besitzer, bis sie schließlich hundert Jahre später von den Werdenbergern vollständig erworben wurde.
Es ist heute nicht mehr bekannt, ob und wann die Burg zerstört wurde oder ob sie einfach dem Verfall überlassen wurde. Bereits im Jahr 1580 wurde sie als „Burgstall“ bezeichnet, ein Begriff für verfallene Burgen zu dieser Zeit.
Auf einer Karte von 1592 ist sie als Ruine verzeichnet. Die massive Umfassungsmauer, die etwa 1,20 Meter stark ist und eine Länge von rund 240 Metern aufweist, wurde an vielen Stellen bis zum Boden abgetragen. Aufgrund ihrer Lage direkt am Übergang von der Hochfläche zum Steilabfall ist der Burgbereich in einen unteren und einen höher gelegenen oberen Hof unterteilt. Der Zugang zur Burg erfolgt heute von hinten durch den Ringgraben. Früher befand sich der Haupteingang jedoch am westlichen Ende der Nordmauer zum unteren Hof, der durch eine Mauer vom oberen Hof getrennt ist.
Diese Mauer erstreckte sich wahrscheinlich einst bis zum Hauptgebäude, dem „Palas“, das in alten Urkunden als „Vorderhaus“ bezeichnet wird. Der Palas hat einen fünfeckigen Grundriss und erhebt sich noch heute bis zum unteren Teil des vierten Stockwerks, wobei die Grundmauern eine Dicke von 1,70 Metern aufweisen. Zwischen dem Palas und der südlichen Außenmauer führt ein Weg hinauf in den oberen Hof, der größtenteils vom „Ersten Felsen“ eingenommen wird. Nördlich schließt sich ein kleineres Gebäude längs an die Außenmauer an, während sich ein drittes Gebäude an der Nordostecke anbauartig über den Bereich der eigentlichen Ringmauer hinaus erstreckt. Die Mauern stehen hier noch heute teilweise 5 bis 6 Meter hoch, und die Schmalseite ist gegen das Hofinnere offen. Es wird vermutet, dass es sich bei diesem Gebäude um den in einer Urkunde erwähnten „hinteren Stock“ handelt.