Den nuværende Slotsmøllen er opført i 1874-75 og forveksles ofte med den berømte Dybbøl Mølle, som ligger oppe på Dybbøl Banke på den anden side af Als Sund.
Møllen er typen rund gallerihollænder. Undermølle og overmølle i hvidkalket grundmur. Hatten er bådformet og beklædt med pap. Vingerne er monteret med klapper og møllen krøjer med vindrose.
Slotsmøllen blev bygget som kornmølle og var i drift ved vindkraft indtil 1926, hvor hatten og vindfanget blev taget ned og solgt til Ulbølle Mølle på Sydfyn, herefter fortsatte møllen i en årrække ved motorkraft. I 1955 blev Slotsmøllen overtaget af tekstilvirksomheden Møller og Co., som får købt vinger og møllehat fra Bjerreby Mølle på Tåsinge og herefter benytter den restaurerede mølle som firmaets vartegn og varemærke.
Møller og Co. vælger omkring 1960 at flytte ud af midtbyen og deres fabriksbygninger udlejes til det nye Sønderborg Teknikum. I 1964 køber skolen bygningerne. Hvornår Slotsmøllen overgår til arktitekt Søren Bräuner fremgår ikke umiddelbar, men den bliver solgt til Sønderborg Kommune i 1983 og gennemgår en reparation året efter, så selvkrøjeren kan dreje møllevingerne op mod vinden.
I 2020-21 gennemgår Slotsmøllen en gennemgribende restaurering ved Møllebygger Petersen fra Avnbøl, hvor den blandt andet får nye vinger samt omgang og den 14 tons tunge møllehat tages ned og gennem-renoveres.
Sønderborg Kommune og Dansk Mølleinstitut indgik i 2025 et samarbejde om pilotprojektet "Levende Møller".
Slotsmøllen ejes af Sønderborg Kommune, og kan kun ses udefra.
