栗原塚穴古墳(文武天皇陵に治定)から北に延びる丘陵頂部に築造された八角墳である。丘陵上には高松塚古墳が所在する。鎌倉時代に盗掘に遭っていることがわかっている。墳形は八角形で、対辺長約19.5m,高さ4m以上を測り、墳丘は三段築成で版築によって構築され、墳丘の1段目,2段目は基壇状の石積みとし、3段目は盛土のみである。墳丘周囲には三重の外周石敷が巡らされている。主体部の埋葬施設は横口式石槨で、石槨内面には平滑な磨きがかけられて水銀朱が塗布されるほか、石槨中央部に火葬骨の蔵骨器が納められたと見られる(石槨の内法は幅約90cm,奥行約90cm)。
　中尾山古墳は、古墳時代終末期の8世紀初頭頃の築造と推定される。天皇陵級の古墳に見られる八角墳である点、豪壮な横口式石槨を有する最高級の火葬墳であることから、被葬者は第42代･文武天皇(707年崩御)とする説が有力視されている。