El molí de Vallgatina es troba situat en una zona boscosa i a la ribera dreta de la riera del Relat, prop del naixement d'aquesta en l'encreuament dels recs de la Costa i de la Cogullada.
Es tracta d'un edifici de petites dimensions format per un volum principal de planta rectangular, adossat perpendicularment als murs de pedra que delimiten la bassa del molí. El volum principal està format de planta baixa, primer pis i golfes i té la teulada de doble vessant amb aigües a la façana principal. Els murs de càrrega són de maçoneria de pedra i presenten carreus treballats en algun panys de paret, a les cantonades i emmarcant les obertures. En alguns panys de paret hi queda arrebossat, encara que força malmès.
La façana principal, orientada al nord-est i a la riera, presenta dimensions força estretes i una obertura a cada pis, totes emmarcades amb pedra. A la planta baixa s'hi obre una porta d'arc deprimit convex amb curvatura doble amb brancals i llinda bisellats. Al primer pis hi ha una finestra emmarcada amb pedra bisellada i a les golfes una finestra emmarcada amb pedra i llinda datada al segle XVIII. A la dreta de l'edifici s'hi annexa, sense cap marca que indiqui discontinuïtat, un mur de pedra que correspon a la bassa del molí.
La façana sud-est presenta sis obertures disposades irregularment en un mur de càrrega en el que es poden apreciar fins a tres ampliacions. En la part més antiga hi ha, a nivell de planta baixa, una espitllera emmarcada amb pedra bisellada, just a sobre del carcabà, per on sortia l'aigua utilitzada pel funcionament del molí, en una volta de canó adovellada que actualment queda a un nivell inferior a la casa. A l'esquerra d'aquesta part original, i al centre de la façana hi sobresurt una estructura construïda amb pedra i teulat a una vessant que correspon al forn. A la resta de la façana s'hi obren dues portes i tres finestres que combinen pedra, maó i fusta en l'emmarcat.
La façana sud-oest queda a pocs metres del bosc i no presenta cap obertura.
La façana nord-oest presenta només un pis ja que l'edifici es troba assentat en un desnivell. Només presenta tres obertures, una porta a l'extrem esquerra, una finestra al centre i una altra a l'extrem dret. La façana presenta diversos forats que corresponien a les bigues de les estructures de la cort de porcs i la pallissa que s'adossaven a l'edifici. Actualment d'aquestes estructures només en resten murs de pedra de poca alçada i la coberta de maó amb volta de canó de l'extrem sud de la bassa. De la bassa, que s'adossa perpendicularment a aquesta façana en queda l'estructura circular per on entrava l'aigua al molí i els dos murs de pedra que la delimitaven, l'inferior dels quals està mes ben conservat i presenta una altura superior als tres metres.
