산성은 해룡천산의 주 봉우리 아래 서남쪽으로 연속되는 능선 상에 축조되어 있다.

대석교 해룡천산성은 요동 반도에서 요동 중심 지역으로 가는 교통로 상에 위치해 있다. 대청하 상류 좌안에서 약 2㎞ 떨어진 곳이다. 서쪽 탕지진까지 거리는 9㎞, 요동만까지 거리는 38㎞로 바다와 꽤 떨어져 있다. 대석교 해룡천산성의 남쪽에는 대석교에서 수암으로 통하는 도로가 인접해 있고, 성 북쪽에는 해성에서 수암으로 통하는 도로가 있어, 교통의 요충지임을 알 수 있다.

대석교 해룡천산성의 평면은 동서가 약간 긴 불규칙한 장방형이다. 대석교 해룡천산성의 규모는 중국측 자료마다 차이가 있는데, 둘레의 길이는 대체로 3~4㎞에 해당한다. 산성의 동쪽과 북쪽은 큰 산으로 둘러싸여 있으며, 협곡이 많다. 성의 동북 모서리가 해룡천산의 주봉에 해당한다. 8개 산봉우리가 산성을 둘러싸고 있다. 산성은 동쪽이 높고 서쪽이 낮은데, 서쪽이 계곡부 입구로 성 내 물이 빠져나간다. 다른 곳에 비해 남쪽과 동쪽의 사면이 완만한 편이다. 내부에는 평탄하고 개활한 지역이 존재한다.

성벽의 둘레가 3㎞ 이상인 대형 포곡식 산성으로, 성벽과 성문, 장대, 마도, 건물지, 샘 등이 남아 있다. 산성의 남·북·동벽은 험준한 산세를 따라 석축 성벽을 쌓았는데, 기단부 너비는 3m, 잔고는 1m 가량이다. 성문은 동서남북으로 각 1개씩 확인되고 있다. 요하 하류의 평원지역을 마주보고 있는 서문이 계곡부로 산성의 정문이다. 서문의 성벽은 토석 혼축이며, 성 내부의 물이 흘러나가는 수문이기도 하다. 성의 서쪽과 서북 모서리에는 장대가 확인된다.

주요 건축물들은 산성 내부 산간 평지에 있는데, 인공적으로 평탄화시킨 대지가 확인된다. 계곡부 중앙에는 후대의 사찰이 조성되어 있다. 성의 최남단 계곡의 동쪽에 저수 시설이 있으며, 성 내의 수원은 풍부하다. 산성 내부의 남쪽 평탄 대지에서 고구려 시기의 기와편들이 출토되었으며, 요금 시기의 유물도 발견되었다고 한다.