La presa romana de Muel es una presa de gravedad, sin espaldón, construida con opus quadratum. El talud con el que fue diseñada alcanza una pendiente de 0,95 metros en los 8 metros de alzado documentados. La anchura de la presa oscila entre los 7/8 metros en el coronamiento hasta alcanzar los 11,19 metros en la zona inferior conocida. Las dimensiones que podía alcanzar el embalse, y en base exclusivamente en un análisis ipsométrico de la zona situada aguas arriba de la presa romana, sería de unas 80 ha. El vaso de la presa cerraría por el aliviadero de la actual acequia que discurre bordeando los restos del castillo de los marqueses de Camarasa, en el que se aprecia un muro de grandes sillares que se disponen en talud aguas abajo.

Por la documentación que se dispone en la actualidad, la presa romana de Muel sería una de las presas más grandes que se conocen del mundo romano. Además, es uno de los restos de arquitectura civil hidráulica más relevantes de la Hispania romana, por su monumentalidad y por el excelente estado de conservación.

La presa romana de Muel data del cambio de era (10 / 5 a.C. — principios s. I d.C.) y coincide con el gran desarrollo urbano del Valle Medio del Ebro. En su construcción participaron las legiones romanas, como lo atestiguan las marcas halladas, en las que se aprecia la abreviatura L(egio) con una interrupción seguida del numeral IIII, legión fundadora, junto a la VI Victrix y la X Gémina, de Caesaragusta. Este hecho se inscribe en el papel tan activo que tuvieron las legiones en el proceso de ordenación territorial y en la construcción de obras públicas en el Valle Medio del Ebro.

Los materiales empleados en su erección proceden de una cantera romana que se ha localizado en sus proximidades, al noreste del actual parque de Muel, sobre el cerro que lo delimita. En ella se han constatado huellas sistemáticas de extracciones de bloques, mediante el sistema de gradas que asciende desde la base hacia la parte superior y que generan un frente escalonado.

Entre los siglos III y IV d.C. la presa estaría ya completamente colmatada. Esta colmatación sería aprovechada, en la Baja Edad Media (siglos XIV - XVI), para ubicar en la zona del vaso más cercana al muro de contención una necrópolis. Años más tarde, en 1770, el pueblo de Muel decidió erigir sobre la presa una ermita bajo la advocación de Nuestra Señora de la Fuente, denotando la importancia de este líquido para la vida del municipio, volcado en la agricultura de regadío desde épocas tempranas.