头屯河组（Toutunhe Fm）曾称头屯河层。时代属中侏罗世晚期。分布于新疆准噶尔盆地及东、西准噶尔山区、吐鲁番—哈密盆地等地区。命名地点位于新疆乌鲁木齐以西的头屯河。由黄绿、灰绿、紫色泥岩、灰绿色砂岩夹凝灰岩、炭质页岩组成。与下伏西山窑组及上覆齐古组均呈整合接触。厚400～500米。含Coniopteris Phoenicopsis植物群；双壳类化石有Ferganoconcha minor、Pseudocardinia gansuensis、P yumenensis、Margaritifera isfarensis、Psilunio ovalis、P jingyuanensis、P manasensis、P globitriangularis；介形虫有Darwinula impudica、D sarytirmenensis等。各地岩性稳定，但厚度变化大。

层型：选层型：新疆玛纳斯地区玛纳斯河头屯河组实测剖面。新疆地层表编写组,1981。［132］。

特征：整合于齐古组之下、西山窑组之上。岩性为黄绿色,灰绿色,紫色,杂色泥岩,砂质泥岩,灰绿色砂岩夹凝灰岩,碳质泥岩,煤线。含双壳类、介形类、龟类、植物化石。

分布：新疆、甘肃天山—北山