海头古城在楼兰古城西南48.3公里处，它是魏晋南北朝时期罗布泊地区仅次于楼兰的第二大城。南北城墙长107米，东西城墙长约190米，总面积约2万平方米。
海头古城附近是罗布泊地区另一个遗址集中区，在其西北约3公里处有LL古城，再向西北4.8公里有LM住宅群遗址。文物部门将海头古城称做罗布泊南古城，1914年斯坦因在罗布泊探险时将其命名为LK城址。
海头古城是1907年斯坦因的维吾尔向导托克塔阿訇首先发现。1910年日本人桔瑞超在罗布泊探险时在此城获得李柏文书。当时他误认为此城是楼兰古城。同年，我国学者王国维在考译李柏文书时发现，两件文书均注明“海头”二字，日本学者森鹿三也根据桔瑞超提供的李柏文书出土地点的照片证实这里不是楼兰古城，而是LK城址。以后人们就将罗布泊南古城LK城址称作“海头古城”。在公元４世纪３０年代后，楼兰城被废弃，西域长史府治所即迁到了海头古城。