טחנת התאומים נמצאת על קטע בו נחל חרוד עובר בצמוד לגן לאומי בית שאן. אזור זה עשיר בשרידים ומתקנים קדומים. בקטע זה נוף הנחל משתנה מעמק רחב ידיים ומתחיל להתחתר לקראת קניון הבזלת ובקע הירדן. נחל חרוד הוא אחד הנחלים המרכזיים המקשרים בין אזור הים התיכון לנהר הירדן. יחד עם הקישון הם מהווים מסדרון אקולוגי חשוב ביותר המקשר את אזור החוף עם בקע ים המלח.
אגן ההיקוות של נחל חרוד מצוי ממזרח לקו פרשת המים של ארץ ישראל, ומשתרע על פני שטח של כ- 195,000 דונם. תוואי הנחל מתפתל לאורך כ-32 ק"מ מעפולה במערב, ועד השפכו לירדן במזרח. 
לאורך ההיסטוריה, הוטו מי נחל חרוד והמעיינות הרבים למערכת מסועפת של תעלות להשקיית גידולי שליחין ולהנעת טחנות בכוח מים בתקופות של פריחה, של משטר מאורגן ויציב תוחזקו התעלות ועמק בית שאן שפע בגידול שלחין. ההשערות הן כי מערכת השליטה בתעלות והעושר החקלאי הגיעו לשיאם בסוף התקופה הרומית ובתקופה הביזנטית.
בסמוך לגשר המערבי מפל בנחל ממנו מוליכה תעלה קצרה שהתפצלה כנראה לטחנה ולאמה עם דפנות גבוהים וחתך רחב. האמה מתפצלת לשתי ארובות. הטחנה בנויה בזלת, כשארובתה בנויה שורות אבן גיר לבנה ואבן בזלת לסרוגין. בתקופת המנדט שוקמה והורחבה הטחנה.
לפי התיאורים נמצאו שרידי אמה וארובה סתומה בגובה 4.5 מ' בסמוך לאפיק הנחל.
שיקום ושיחזור טחנת התאומים הוא חלק בלתי נפרד משיקום נחל חרוד שנעשה בשני העשורים האחרונים, ובפרט מתוכנית פארק בית שאן.
טחנת התאומים נמצאת בשטח הגן הלאומי של בית שאן, לצידו של מסלול שהוסדר ע"י קק"ל ורשות ניקוז ונחלים ירדן דרומי "שביל בין הגשרים", והינו מסלול שמגוון אוכלוסיות אוהבות לטייל בו: הולכי רגל, רוכבי אופניים, בתי ספר ומשפחות (מתאים לילדים קטנים).
הטחנה נמצאת מרחק הליכה קצר מתחנת הרכבת שבבית שאן, והנגישות אליה נוחה. מטיילים רבים מגיעים לנחל באמצעות הרכבת.