牛頭山為綠島東北角的緩起伏海岬，西為公館鼻，南為楠子湖、觀音洞，為高出海平面約80公尺的平坦草原，由環島公路邊的小徑步行前往。自公館村遠眺，其外型有如一頭面海伏臥的牛頭，因此得名。牛頭山東側海床，在短短不到20公里距離，下降至4000公尺，平均坡降高達1：4，是台灣海底地形變化最劇烈的地方。 牛頭山出露地層為靠近海邊的油子湖集塊岩與覆蓋其上的龜灣集塊岩所構成；前者層理分明，安山岩塊較密集的集塊岩與安山岩塊較稀疏的凝灰集塊岩互層出現，為綠島最早期的噴發物；後者則成塊狀，為層理不明的暗灰色輝石角閃安山岩與橄欖石角閃安山岩塊，兩者為綠島地區的骨幹。大大小小的火山碎屑及火山灰因差異侵蝕及風化作用，大的集塊岩突出成岬，形成牛頭山今貌。 除火山集塊岩之外，在牛頭山頂紅土廣布，因此形成草原景觀，在此常可見到羊群食草，部分區域可見紅土出露，並有風化作用所形成的洋蔥狀構造。此外，牛頭山亦可看見海蝕崖、海蝕凹壁、海蝕洞、海蝕門等海蝕地形。

牛頭山因其外貌宛如面海伏臥的牛頭，因此得名；四周出露油子湖集塊岩與覆蓋其上的龜灣集塊岩，海蝕崖、海蝕凹壁等海蝕地形廣布。


牛頭山頂部為高出海平面約80公尺的平坦的草原，上面散佈著火山角礫岩；天氣好的時候，可遠望台灣海岸山脈。（吳柏霖提供）