Les deux villas sont implantées au nord du parc thermal et à l'extrémité ouest de l'avenue de la Marne, soit à proximité de la vieille ville. Elles présentent toutes deux leur façade au nord, côté rue. Elles sont précédées d'une petite cour séparée de la rue par une grille portée par un mur-bahut. Le plan des villas est rectangulaires et elles comportent trois travées. La travée centrale comporte un balcon à garde-corps en ferronnerie (avec monogrammes) qui surmonte la porte. Le niveau de soubassement est plus important sur la villa Jeanne d'Arc ce qui a permis d'aménager un perron à volées symétriques tandis qu'un emmarchement plus simple mène à la porte de la seconde villa. Les encadrements d'ouvertures alternent brique et pierre et des bandeaux de briques soulignent les niveaux. L'arrivée du toit est ornée d'un lambrequin. En élévation postérieur, la villa Jeanne d'Arc possède un balcon symétrique de celui de la façade alors qu'à la villa saint Joseph, cette travée centrale est traitée en légère saillie qui se prolonge jusqu'au-dessus de l'arrivée de la toiture ce qui décale les niveaux des étages.