牛头山镇境内主要河流黄湓河在西南部穿境而过；木闸河环绕东北部边境，向东汇入秋浦河；有马料湖、洪湖、西湖和汇发湖。

牛头山镇丘陵地系砂姜黄土，圩区系砂土和青泥土；土壤类型多样，以黄棕壤，黄红壤为主。

牛头山镇境内矿藏资源主要有金、银、铜、铁、磁铁、钼、锌、石灰石、煤、黏土等。2011年，牛头山镇有耕地35900亩。

截至2011年末，牛头山镇总人口有4.33万人；总人口中，男性23873人，占55.13%；女性19427人，占44.87%；以汉族为主。2011年，牛头山镇人口出生率为1.1‰，人口密度为每平方千米390.1人。

截至2017年末，牛头山镇常住人口为40930人。

截至2018年末，牛头山镇户籍人口为42935人。

截至2019年末，牛头山镇户籍人口为42861人。

2011年，牛头山镇财政总收入1.05亿元，比2010年增长23.9%，其中地方财政收入0.57亿元。

截至2018年末，牛头山镇有工业企业61个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市78个。

截至2019年末，牛头山镇有工业企业93个，其中规模以上1个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市61个。

牛头山镇粮食作物以水稻为主。2011年，牛头山镇生产粮食13384吨。2011年，牛头山镇棉花产量405吨，油料作物产量2364吨。2011年，牛头山镇大牲畜年末存栏1109头；猪肉产量292吨。2011年，牛头山镇水产品总产量2750吨，主要水产品有秋浦花鳜、青虾、蟹、鳝、珍珠等。

2011年，牛头山镇工业总产值为4288.7万元，比2010年增长14.7%。

截至2011年末，牛头山镇金融机构各类存款余额为3.9亿元，比2010年增长15%；各项贷款余额1.4亿元，比2010年增长14%。

截至2011年末，牛头山镇有幼儿园11所，在园幼儿560人，专任教师43人；小学12所，在校生2683人，专任教师145人，小学适龄儿童入学率100%；初中2所，在校生1999人，专任教师111人；初中适龄人口入学率、小升初升学率、九年义务教育覆盖率均达100%。

截至2011年末，牛头山镇有文化站1个，村文化活动中心12个。截至2011年末，牛头山镇有体育场地14处；40%的村（居）安装了健身器材，经常参加体育活动的人员占常住人口的10%；境内有牛头山和木闸有线电视台各1个。截至2011年末，牛头山镇有线电视用户数为0.6万户，入户率为60%。

截至2011年末，牛头山镇有各级各类医疗卫生机构12个，其中卫生院2所；设病床180张；专业卫生人员67人。2011年，牛头山镇新型农村合作医疗参合人数39599人，参合率97.8%。

2011年，牛头山镇城镇最低生活保障户数为260户，人数307人，支出84.52万元，月人均229.4元；医疗救助228人次，民政部门资助参加合作医疗2025人次；农村最低生活保障户数710户，人数1488人，支出126万元，月人均70.6元；国家抚恤、补助各类优抚对象276人，抚恤事业费支出73.6万元；参加新型农村社会养老保险1.58万人，参保率为74%。

截至2011年末，牛头山镇有邮政网点1个，邮政储蓄所1个；有电信企业1家，代办点1个，服务网点10个。

截至2011年末，牛头山镇有自来水厂2座，主供8460户居民和前江工业园用水。

截至2011年末，牛头山镇有供电所1座，变电站2座，主供牛头山镇居民、海螺和前江工业园。

截至2011年末，牛头山镇绿化面积达2万平方米。

截至2011年末，牛头山镇有318国道（境内长12千米）斜穿全境，境内有长江黄金水道、长江岸线运输码头7个、001、002县道2条、12条“村村通”公路。牛头山镇有芜大高速公路、杜茶公路、蔡殷公路贯穿全境。

牛头山镇因镇人民政府驻地位于牛头山而得名。

牛头山镇文物古迹有九房朱遗址；九房朱遗址位于牛头山镇长岭村，因坐落于九房自然村而故名，主要分布在东西长59.6米、南北宽33.3米的台地上。出土有泥质红陶、夹砂陶、黑皮红陶、灰陶、青铜斧等，属商周文化遗址。1988年11月，九房朱遗址被公布为县级文保单位。

2020年6月，牛头山镇被授予“第五届安徽省文明村镇”称号。