Burg Freienfels ist eine sogenannte Spornburg, die auf einem Felsvorsprung am südlichen Hang des unteren Weiltals über der Weil liegt. Sie ist stark an die Bergform angepasst und hat in ihrer Kompaktheit bereits den Charakter einer spätmittelalterlichen Befestigungsanlage. Die gesamte Burg ist aus Bruchsteinen vulkanischen Ursprungs, den sogenannten Schalsteinen, errichtet und – als eine der wenigen großen Bauten unserer Region – noch fast vollständig erhalten.
Ihre südwestliche Angriffsseite zum höher gelegenen Dorf ist durch einen tiefen, ca. 20 m breiten Halsgraben sowie zusätzlich durch eine Schildmauer mit einem nachträglich angesetzten Bergfried geschützt. Dieser weist einen fast quadratischen Grundriss mit bis zu 3,5 m starken Mauern auf und ist 21 m hoch. Er besitzt zusätzlich zu dem von der Hofseite zugänglichen, wohl als Lagerraum dienenden Erdgeschoss vier weitere Stockwerke, die zum Teil mit Tonnengewölben abgeschlossen sind. Während sich im ersten Stockwerk die Zugänge zu den Wehrgängen der Schildmauer befinden, ist das zweite Obergeschoss als Wohnetage ausgebaut. Es besitzt ein Fenster mit Sitzbänken zur Hofseite hin, einen Kamin und einen Zugang zum ursprünglich über der südöstlichen Angriffseite gelegenen, wahrscheinlich aus Holz errichteten Wehrgang. Die beiden obersten Stockwerke, deren letztes nur noch in Ansätzen erhalten ist, dienten wiederum Verteidigungszwecken und zeigen nach verschiedenen Seiten Schießscharten, die teilweise im 17. Jahrhundert an die Anforderungen für die Platzierung von Kanonen angepasst oder neu erbaut wurden. Die Stockwerke waren nicht über Treppen, sondern über Leitern zugänglich.
Die in südlicher und östlicher Richtung an den Bergfried angrenzende Schildmauer wird von – teilweise sogar zweistöckigen – Wehrgängen eingenommen, die zum Hof und zur Außenseite hin Schießscharten und eine Pechnase aufweisen. An der Hofseite des südlichen Teils der Schildmauer ist noch die hoch gelegene Einstiegstür in Höhe des zweiten Geschosses erkennbar, die vermutlich über eine Leiter erreichbar war.
Östlich schließt sich an die Schildmauer eine Mantelmauer mit drei hohen, aufeinanderfolgenden Schießkammern an. Ursprünglich waren diese mit hölzernen Einbauten versehen, von denen noch die Löcher zur Aufnahme der Balken sichtbar sind. Eine vierte Schießkammer wurde im Zuge des Einbaus des Palas im 15. Jahrhundert in den neu geschaffenen Wohnraum integriert und baulich verändert. Die Schießscharten waren innen mit balkonartigen Standflächen ausgestattet und als sogenannte „Fußscharten“ angelegt. Sie befanden sich in Fußhöhe und ermöglichten es den Bogen- und Armbrustschützen, in einem schrägen Winkel nach unten sowohl in den ursprünglich entlang des Ronsbach gelegenen Zuweg zu Burg und Dorf als auch in die der Burg südöstlich vorgelagerte Vorburg zu schießen.
Im Anschluss an die südöstliche Mantelmauer folgt im Osten ein dreiviertelrunder Schalenturm, der ursprünglich die Überwachung des vom Tal heraufführenden Weges zur Aufgabe hatte, später jedoch in den Palas integriert wurde. Der Umbau erfolgte bei der Instandsetzung des „recht baufälligen Schlosses“ beim Einzug der von Schönborn Mitte des 15. Jahrhunderts. Von diesem erreicht man über eine kleine Pforte die vorgelagerte Vorburg, die bis zuletzt als Kräutergarten und Kinderspielplatz genutzt wurde.
Der an der Nordostseite gelegene, dreigeschossige Wohnbau zeigt an der Giebelmauer einen großen Kaminschacht, der wahrscheinlich auf einen Küchenbau in diesem Bereich hindeutet. Darüber hinaus sind noch Reste eines Aborterkers zu entdecken. Die Längswand des Wohnbaus weist zur Hofseite hin noch deutlich die von der Anbringung von Baugerüsten herrührenden „Rüstlochreihen“ auf. Unterhalb des Wohnbaus befindet sich ein großer, über eine steile Treppe zugänglicher Keller (ca. 14 x 5 m) mit einem Tonnengewölbe. Dieser wurde wahrscheinlich schon in der ersten Bauphase Ende des 13. Jahrhunderts angelegt und war mit dem ursprünglichen Palas, dem Ur-Palas, der vermutlich an der nördlichen Giebelwand des später eingebauten Palas lag und für diesen Umbau abgerissen wurde, in baulicher Verbindung.
Nach Nordwesten hin wird der durch eine bis zu 8 Meter ansteigende Geländestufe längsgeteilte Burghof durch eine heute nur noch niedrige, 1,5 Meter breite Mauer mit tiefliegenden Schießscharten abgeschlossen, die im Süden auf den quadratischen Torflankenturm trifft.
Dieser ehemals dreistöckige und zur Hofseite hin geöffnete Turm ist mit Schießscharten zur Feldseite sowie einem Kamin ausgestattet und könnte der Raum für die Wachmannschaft gewesen sein. Zusammen mit dem mächtigen Bergfried rahmt dieser wesentlich kleinere Turm die ca. 7 Meter lange Mauer auf der Angriffsseite ein, in die das spitz zulaufende, ca. 4,5 Meter hohe Tor eingelassen ist.
Das Burgtor entstand wohl in seiner heutigen Form erst im 17. Jahrhundert. Die bauliche Befundung der Burg ergab, dass bereits kurz nach Fertigstellung an seiner Stelle die bis dahin wohl geschlossene Mauer um einen Durchbruch ergänzt wurde. Dieser war aber wahrscheinlich nicht mehr als mannshoch, da zu dieser Zeit keine Möglichkeit bestand, mit einem Pferd oder einer Kutsche in die Burg zu gelangen. Die Brücke über den Halsgraben entstand wohl wie das Burgtor ebenfalls erst im 17. Jahrhundert.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass die in der ersten Bauphase rein militärische Nutzung von Burg Freienfels die architektonische Gestaltung stark dominierte. Erst mit dem Erlöschen der militärischen Bedeutung, bereits wenige Jahrzehnte nach dem Bau, wurde sie – spätestens mit dem Einbau des Palas im 15. Jahrhundert – zu einer reinen Wohnburg umgestaltet. Ehemalige Wehrbauten wie der außen liegende Zwinger wurden umgenutzt und der Burg ein repräsentatives Aussehen verliehen.
Im Zuge des Bergbaus entstand auch das gleichnamige Dorf Freienfels. Unklar ist, ob das vorher an ähnlicher Stelle gelegene und bereits vor der Jahrtausendwende erwähnte Dorf Mainlinten im neuen Dorf Freienfels aufging oder durch dieses ersetzt wurde. Quellen legen nahe, dass die im Tal gelegene, heute noch erhaltene „Remerstheger Mühle“ bereits vor dem Bau der Burg entstanden ist und – so die Vermutung – durch die Belehnung Adolfs von Nassau durch den Bischof von Worms Ende des 13. Jahrhunderts eine nicht ganz uninteressante Rolle beim Bau der Burg Freienfels gespielt haben könnte. Zur Burg gehörten in allen bekannten Quellen außerdem Wiesen, Wälder, Baum- und Weingärten.