Vao mõis (saksa k Waoküll) rajati 17. sajandi lõpul. Enne 1919. aasta võõrandamist kuulus mõis von Brevernitele.

Mõisa puidust poolkelpkatusega peahoone püstitati arvatavasti 1800. aasta paiku. Kivist tiibhoone pärineb arvatavasti 19. sajandi lõpupoolelt, mil parempoolsesse otsa lisati ka väike kaarakendega veranda.

Pikki aastakümneid tegutses hoones kohalik kool, mis sulges uksed 2004. aastal. Säilinud on ka mõned kõrvalhooned (mitmeti ümber ehitatud).

Mõisat ei maksa segi ajada Virumaal asuva Vao mõisaga.

Ajaloolise jaotuse järgi Järvamaale Koeru kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Järvamaale Koeru valla territooriumile.