黑山头古城位于额尔古纳右旗根河、得尔布尔河注入额尔古纳河间沼泽地东部台地上，它背山面水，正当大兴安岭山地与呼伦贝尔草原交接之处。黑山头古城南临根河，北倚得尔布尔河，地势险要，可攻可守，是古代扼守草原北方的门户，进出草原的咽喉。古城在黑山头西北约10公里处，因地处黑山头而得名。分内城和外城，城墙均为土筑。外城呈方形，周长2.35公里，占地346290平方米。城墙残高1-2米，最高4米以上。墙体顶宽2米，底宽6米。城墙外有护城壕，壕底宽5-9米，深1-2米。四面均设有城门，门垣宽9-12米。门外设瓮城，城墙外每隔100米左右有一马面，城墙拐角处有高大的角楼突出于墙垣之外。 内城处于外城中间偏西北位置，呈长方形，周长560米，占地18871平方米，有东西两座小门，城外亦有壕。整个遗址呈“干”字状，地面的花岗岩圆形柱础排列有序，间距4米，琉璃瓦、青砖、龙纹瓦当和绿釉覆盆残片俯拾皆是。