Zámek se nachází na okraji obce Jílové, nedaleko vlakové zastávky. Na místě původní tvrze byl v roce 1370 vystavěn vodní hrad, který byl v 16. století přestavěn do podoby renesančního zámku, ale vodní příkop tu byl dál. Dnes tu stojí barokním most. Dnešní podobu získal po roce 1610. Jako panské sídlo nebyl využíván.
V letech 1842–1922 prostory zámku využíval Josef Münzberg jako továrnu na výrobu vlněných látek. Teprve v letech 1928–1930 nechal kníže František Antonín Thun-Hohestein zámek upravit na moderní rodinné sídlo. Kolem budovy založil romantický park s jezírkem a glorietem.
Po skončení 2. světové války byl objekt zestátněn a do jeho prostor byl umístěn dětský domov, posléze zemědělské učiliště.
V roce 2000 byl zámek převeden do majetku města Jílové, které začalo téměř ihned s nákladnou rekonstrukcí objektu zámku i přilehlého parku a dalších budov, které k areálu Jílovského zámku patří.
V současné době je zrekonstruováno přízemí a 1. patro, nově byly v letošním roce zpřístupněny renesanční sklepy. Ve sklepích jsou instalovány tři expozice připomínající historii města Jílové a jeho okolí. První expozice připomíná působení Rytířů z Bünau nejen v Jílovém. Tuto expozici pro Jílové zpracovala Iniciativa pro děčínský zámek.
Další expozice nazvaná "Památné kameny Jílového" připomíná historicky významná místa v okolí města (např. Kamenný dvůr v Martiněvsi, loupežnický hrádek na Výrovně, otisky mušlí na Sněžníku). Poslední expozice "Poklady v zemi ukryté" mapuje historii a vývoj těžby fluoritu na Sněžníku. Tato expozice bude postupně doplňována o další exponáty.
