Se trata de un conjunto de construcciones heterogéneas, pues a una obra original bajomedieval se fueron añadiendo sucesivamente distintos elementos, fruto de su utilización continuada hasta mediados del siglo pasado.
El núcleo original del molino sería una torre compuesta por cuatro cuerpos visibles en la actualidad y probablemente un recinto amurallado en el que todavía se conservan algunas salidas de aguas abiertas en el muro defensivo.
Dedicado a la molienda de cereales, sería de tipo hidráulico, ya que todavía existe en el exterior la balsa donde se almacenaba el agua y el cubo de sillares de piedra hacia donde pasaba el agua antes de llegar a la rueda.
El agua sería tomada más de un kilómetro río arriba mediante algún tipo de presa o azud para ser conducida hasta el mismo molino, almacenándose primero en la balsa para pasar después al cubo, a través del cual adquiría la presión necesaria para hacer girar la rueda horizontal (rodete).
El molino de la Ortilla tuvo un solo cárcavo, es decir, la galería abovedada en la que se encuentra el rodete, cuya función era la de desaguar el agua que había caído sobre los álabes o radios de éste.
La boca del cárcavo es de bóveda de cañón rebajado construida en perfecta sillería en su primer tramo, mientras que el resto está excavado en roca natural. En su techo se abre un orificio central por donde pasaba el árbol o eje, a través del cual se transmitía el movimiento del rodete a las muelas situadas en el piso superior.
Al cuerpo superior se accede por una puerta adintelada. En este piso alto, sobre la bóveda del cárcavo, se hallan las muelas y varias máquinas de molienda abandonadas que estuvieron en servicio hasta los años 50 del siglo XX. Las piedras de moler se encuentran situadas sobre una bancada de obra de forma cuadrangular. Se conserva la grúa, cabra o cabria, que era la que permitía levantar con facilidad las piedras cuando había que picarlas. El eje de la cabria se apoya en la bancada que sostiene las piedras y en un madero en el techo.
La segunda planta de la torre cuenta con una sala abovedada, realizada en perfecta sillería cuya función por el momento nos es desconocida.
El acceso a la tercera planta se realiza por escalera en piedra y mediante pequeño arco de medio punto.
El tercer piso se encuentra en mal estado de conservación, habiéndose perdido toda la estructura del tejado. En su origen esta torre alcanzaría una mayor altura, ya que todavía se conservan unos salientes en piedra en el interior de esta planta donde se apoyarían las vigas que sostendrían un piso superior.
En una de las paredes del tercer piso se aprecia la existencia del arranque de un arco realizado en piedra que tendría la función de puerta de acceso a la estancia.