Au sommet de la butte de Thil s'élève l'important et imposant ancien château-fort de Thil, plusieurs fois remanié. Son origine prête à discussion : IXe siècle ou XIe ou XIIe ? Pour certains, en 850, dominant les vallées de l'Armançon à l'est et du Serein à l'ouest, le seigneur des lieux, afin de se protéger de l'invasion normande, trace sur la butte de Thil une ellipse de 120 mètres de long sur 60 mètres de large appareillée de petits moellons. Cette forme est toujours visible. Au début du XIe siècle, un prieuré (avant la collégiale) jouxtant le château aurait été construit. La maison de Thil (apparue et attestée en 1007) connaît son apogée avec Jean II de Thil qui est nommé connétable du Duc Eudes IV de Bourgogne et fut conseiller du roi Philippe de Valois. Jean II va doter le château de ses plus beaux éléments architecturaux dont il subsiste aujourd'hui de superbes celliers du XIIe siècle aux voûtes de style, les remparts sud,… Un plan à main levée nous en montre le schéma général. Du IXe au XVe siècle, le château ne cesse d'être agrandi et modifié : le donjon carré date du XIVe siècle. La tour de guet "l'espionne de l'Auxois", haute de 25 mètres avec ses 5 étages, repérable à 30 km à la ronde date de 1366. L'ancien accès par un pont-levis a été modifié par Richelieu. L'allée date de la Renaissance. Avec la collégiale en proximité, la butte de Thil est riche d'histoire et de vestiges. Ils sont tous deux bien indiqués sur la carte de Cassini (v 1750), proches de plusieurs routes royales. Ce patrimoine est classé aux MH.