坪头遗址位于山西省河曲县刘家塔镇坪头村西约300米处，分布在一被称为“城坡”的坡地上，面积较小，只有数万平方米。该遗址北高南低，背风向阳，东倚山丘，文玩，西与内蒙古准格尔旗隔黄河相望，南北为与黄河相通的冲沟。为配合准朔铁路（内蒙古准格尔旗—山西朔州）的建设，山西省考古研究所联合忻州市文物管理处及河曲县博物馆对该遗址进行了抢救性发掘。发掘工作前后共进行了两个阶段：第一阶段，2009年10月14日至2009年11月18日，由于连降大雪，发掘工作无法继续进行，不得不覆盖回填，结束了当年的工作；第二阶段，2010年4 月4日至2010年6月4日，重新揭开去年已覆盖的区域，并根据遗迹分布情况适当进行了扩方。
前后两次发掘面积700多平方米。该遗址的文化堆积及内涵较为单纯，全部为龙山时期，未见其他时期的遗存。两次发掘清理出土了一大批较为丰富的实物资料，有房址5座、陶窑4座、墓葬1座、灰坑或疑似窖穴的遗迹单位36个，同时，还出土了大量陶器、石器和骨器等。
5座房址均坐北朝南，形制结构及特点基本相同。全部为圆角“凸”字形窑洞式房址，室内面积一般在11~13平方米之间，F5最大不过21平方米。主要由窑室、门、庭院三部分构成，窑室在东北，门及庭院朝向西南。所有房址的窑室平面形状均为圆角方形，门口向外凸出，庭院为长条形或喇叭形向外延伸。每座房址都是单独修建，各自有一个独立的院落，形成各自封闭的单元。从形制结构来看，应该是先修庭院，然后再掏窑室。窑室底部最大，向上逐渐内收，窑室壁残留最高的达1.9米，从趋向看，整个窑室的高度至少在2米以上。窑室正中都有圆形火塘，直径在1～1.2米之间，深0.15米左右，个别窑室的火塘周围装饰有一圈三角纹。门道内宽外窄，整个门道与窑室浑然连成一体，门口最外侧都是石头垒砌的门框，门的宽度一般在0.5米左右，由于石砌门框多已坍塌，高度已无法得知。在个别门内发现有石砧，有明显的使用痕迹，由此可推断门是向内打开。实际上，窑室与门道是一个完整的整体，白灰皮也从窑室一直连通到整个门道。地面除火塘外整个涂抹有一层白灰皮，无论窑室还是门道的墙壁底部都涂抹有一周白灰皮，涂抹高度一般在0.6米左右。无论地面还是墙壁，白灰皮的处理都相当考究。庭院都是地穴式的，大都低于窑室的高度，有多层踩踏面，是反复活动的结果。尽管每座房址都单独成院，但可以确认F1、F2、F3、F4四座为一排，为东西向排列，间隔在2米左右，另外一座F5被F2南面的庭院打破，是否还有另外一排，因平田整地已无从得知。从地层关系及分布特点来看，这4座一排的房址大体是同时期的。
除F5被打破房址庭院已不存在外，其他4座房址附近都有陶窑分布，陶窑一般利用地穴式庭院东西两侧的断面修建。依其形制结构大致可以分为横穴式窑和竖穴式窑两种类型：横穴式规模较大，它由火门、火膛、火道、窑室和窑箅五部分组成。火门两侧有立石垒砌，火门经火膛与火道相连，组成功能完整的用火空间；火道一分为二，呈斜坡状经窑箅的火眼与窑室相通；窑室位于火道上部，其平面大致呈椭圆或近圆形，根据窑室内壁的残留情况，推测其结构大致呈馒头状。竖穴式规模较小，由火门、火膛、窑室和窑箅四部分组成。较之横穴式其没有火道，而是在火膛之上直接建窑室。火膛口小底大，经多股垂直的火眼通向窑室，窑室内部呈圆形。从陶窑分布位置来看，其与房址有较为紧密的关系；从地层关系来看，这些陶窑都不早于房址。结合个别房址内部发现有大量尚未烧制的陶坯等来看，至少在某个时期个别房址是作为制作陶器的场所使用，但究竟是房址废弃之后还是从一开始就作为制陶场所已无从得知了。不过，每座房址附近都有一个陶窑似乎暗示了每座房址的主人都独自烧陶？
墓葬只发现一座，为竖穴土坑墓，葬有两幅人骨架，上下叠压，小孩在上，成人在下，小孩头向与成人正好相反。成人为女性，保存完好，仰身屈肢葬，其右臂发现有一串动物骨骼制成的装饰品。这座墓葬打破房址庭院的填土，从地层关系来看，是这个时期最晚的地层单位。
此外，在房址附近还分布着较多灰坑或窖穴，有圆形、椭圆形和不规则形，一般都是锅底状坑。
此次发掘出土了大量陶器、石器和骨器等，尤以陶器最多。陶器以鬲、罐最多，两类器物占到器类总数的五分之四以上，此外，还有少量盆、豆、瓮、器盖等。石器以磨制为主，有石斧、石刀、石铲、石杵、石锥，石镞等；骨器有骨针、骨锥、装饰品等。
在发掘区外围较小的范围内还调查发现了至少4座以上的房址，其特点同已发掘房址，加上上述5座房址，该遗址至少有9座以上的房址。从单个房址及其与陶窑的结合，再到成排的组群建筑，坪头遗址完整的揭示了晋西北地区龙山时期聚落的主要特点。一直以来整个晋西北地区的考古工作都比较薄弱，虽然在其临近的陕北、内蒙古河套一带有窑洞式房址发现，但像坪头遗址这种每座都有独立院落的房址并不多见，这种窑洞式房址也不同于后来晋西北房址的特点，贵州文玩，所以，至纯天珠，这批材料的发现尤显珍贵。坪头遗址龙山时期聚落的发现弥补了该地区的空白，为该地区龙山时期聚落研究提供了丰富的资料。过去，晋西北只做过个别零星的发掘，对该地区龙山时期的文化面貌认识也十分有限，坪头遗址的发掘为我们提供了这方面较为详细的资料，为建立该地区新石器时代较为完整的年代序列和框架提供了基础。