考古工作者早在上世纪五十年代中期即进行过实地调查，一般认为大红城古城为明代早期的云川卫冶所，小红城古城为元代的红城屯田城。
大红城古城位于浑河北岸的平地之上，城墙系用红褐色粘土夯筑而成，大部分保存较好其中东门、北门外置有马蹄形瓮城。城内断面之上不见文化层，大部分城区散布遗物极少，只有东墙之上及其两侧多见汉代陶片和瓦片。
据古书记载，云川卫设置于明代洪武二十六年，素属于山西行都指挥使司。洪武二十八年，山西都指挥同知王仙领兵修筑了城堡，并开荒屯田。
从大红城古城的规模来看，与同时期的东胜卫、镇虏卫、玉林卫相仿，而且这四座卫所大致呈东西一线分布。
从大红城古城东墙之上及其两侧散布的汉代遗物来看，古城这一地带应建于一处汉代遗址之上。在大红城古城北面的丘陵台地之上，分布有数量众多的汉墓。从这些汉代遗存的迹象初步推断，大红城古城之下极有可能叠压着一座汉代古城。汉代的定襄郡沿着浑河由西向东设置有桐过、骆、武成三座县城，为西汉时期定襄郡的最南一线;到东汉时期，定襄郡南迁，浑河沿岸的这三座县城又成为定襄郡的最北一线。
小红城古城的位置相对于大红