ตำหนักพระจันทร์ลอย ตั้งอยู่ห่างจากปราสาทนครหลวงประมาณ 90 เมตร จากการดำเนินการขุดแต่งเมื่อปี พ.ศ. 2534 พบแนวพื้นปูอิฐทำให้ทราบว่าตำหนักพระจันทร์ลอยสร้างคร่อมทับส

;