黑山头古城址位于额尔古纳右旗（今额尔古纳市）黑山头镇西北约10公里，北距得耳布尔河2公里，南距根河5公里，西距两河汇集的额尔古纳河河口10公里。这里为沼泽地东部台地，背山靠水，是兴安岭山地与呼伦贝尔草原的交接处。城址北200米处，有一座海拔555米的孤山，东约6公里为黑山头峰。

古城分内外两城，外城方形，西墙临河谷，就地势筑成“S”形，其余三面城墙较直，四面城墙的边长不等。东墙579米，南墙578米，西墙599米，北墙585米，每墙正中各有一城门，门外均设瓮城。四角高大的角楼突出于城垣之外，在角楼与城门之间，分别有1个～3个不等的马面，共16个，马面间距在66米～120米之间。城墙残高2米～3米，城外附有城壕，深约2米。

内城位于外城正中稍偏北，长方形，南北长170米，东西宽112米，仅一南门。城中偏北有高大建筑址，暴露出大量的黄、绿琉璃瓦和灰色长方形砖，并出土龙纹瓦，巨大的花岗岩雕凿而成的柱础排列有序。南门正面12米处有一建筑遗迹，形同影壁，露出大量的灰色长方砖。内城西侧距外城西墙3米处有一圆形壕沟，直径97米，内有一方形土台，边长20米、高约1.5米。

近年来，古城内出土一些文物。其中绿釉覆盆建筑饰件造形优美，色泽鲜艳，与元代建筑筑件相同。从出土文物可以判断，黑山头古城属于元代古城。但何时所建、何人所居，都曾有过不同的说法。据《元史译文证补》和《史集》记载，并从与此临近的苏联境内的吉尔吉拉古城出土的蒙文碑铭分析，这一带当为成吉思汗的大弟拙赤·合撒儿的封地。黑山头古城当是其家族的居留地苑。

城内现有一机械造林站和烧砖窑，一条公路从南门穿过，破西墙而出，其余保存尚好。黑山头古城于1986年被自治区政府列为第二批重点文物保护单位。