Ilmatsalu mõisat (saksa k Ilmazahl) on esmamainitud 1557. aastal. Enne 1919. aasta võõrandamist kuulus mõis Woldemar von Knorringile.

Mõisa peahoone on ühekorruseline lameda viilkatusega klassitsistlik kiviehitis, mis püstitati 19. sajandi esimesel poolel von Knorringite omandusajal. Hoone keskosa ilmestab kolme akna laiune kahekorruseline keskrisaliit, mis eendub veidi nii fassaadil kui ka tagaküljel.

Meieni on hoone säilinud 1970ndatel aastatel ümber ehitatud kujul, mil muuhulgas muudeti ka akende raamijaotust. Enne tollast korrastamist oli näiteks hoone parem tiib suisa varemeis. Hoones asub Tartu Agro (Tartu Näidisovhoosi järglase) kontor. Säilinud on ka mitmeid kõrvalhooneid. Mõisasüdamesse ja lähikonda on püstitatud hulganisti uusehitusi, mis on Ilmatsalust teinud suure maa-asula.

Ajaloolise jaotuse järgi Tartumaale Tartu-Maarja kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Tartumaale Tähtvere valla territooriumile.