พระธาตุดอนแก้ว หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า พระมหาธาตุเจดีย์ ตั้งอยู่ที่บ้านดอนแก้ว ประดิษฐานอยู่กลางวัดมหาธาตุเจดีย์ ห่างจากตัวเมืองอุดรธานีประมาณ 50 กิโลเมตร เป็นเจดีย์ทรงเหลี่ยมคล้ายพระธาตุพนม สูงประมาณ 18 วาเศษ องค์พระธาตุมีลักษณะการสร้าง 2 ชั้น แต่ละชั้นมีรูปแกะสลักเกี่ยวกับพระพุทธประวัติ นรก-สวรรค์ การก่อสร้างพระธาตุเป็นหินทรายรูปทรงสี่เหลี่ยม ยาวประมาณ 1 ศอก รอบนอกฉาบด้วยปูน สันนิษฐานว่าวัดพระธาตุดอนแก้ว ใบเสมา และเสาหินสร้างขึ้นในราวศตวรรษที่ 12–13