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La Casa Rossa Ximenes si presenta come un caratteristico complesso architettonico costituito da un corpo di fabbrica principale che poggia su una struttura a tre arcate, sotto la quale passano le acque che dalla Diaccia Botrona tendono a defluire verso il mare. Il corpo di fabbrica principale, che si articola su due livelli, è addossato su ciascun lato ad un altro corpo di fabbrica.

Sui due livelli del corpo di fabbrica principale si aprono una serie di finestre di forma quadrangolare, ciascuna delle quali è separata da quella attigua da una lesena che attraversa verticalmente l'intera facciata; sui corpi di fabbrica laterali che presentano un livello in meno vi è soltanto una finestra tamponata. Dal lato meridionale del complesso origina un ponte a cinque ordini di arcate che unisce l'area del complesso architettonico alla zona palustre prospiciente.

Sotto il corpo principale del fabbricato vi è il sistema di cateratte ideato da Leonardo Ximenes per permettere di controllare il flusso delle acque.

All'interno del complesso architettonico è ospitato il Museo multimediale della Casa Rossa Ximenes.

Il complesso è servito da location per un episodio del film del 2011 Manuale d'amore 3.