El Castro de Pena Grande presenta un recinto principal de planta circular, con un diámetro aproximado de 80 metros, situado en una posición elevada. El asentamiento está delimitado por una potente muralla de tierra que refuerza su carácter defensivo, mientras que en el sector occidental grandes afloramientos rocosos actúan como protección natural. La entrada principal se localiza en el lado sur-suroeste, permitiendo un control estratégico del acceso.
En la parte noreste se identifica un antecastro que discurre paralelo al sistema defensivo principal y que también se encuentra delimitado por una muralla aterraplanada. Este espacio funcionaría como área complementaria del asentamiento, ampliando la superficie habitacional y las zonas de actividad del poblado.
El conjunto se completa en el lado sureste con un sistema defensivo formado por tres fosos y tres parapetos, que incrementan la complejidad estructural del yacimiento. Esta combinación de murallas, fosos y parapetos muestra la importancia estratégica del asentamiento durante la Edad de Hierro, así como la sofisticación de las técnicas defensivas empleadas por sus constructores para proteger tanto a la población como a sus recursos frente a ataques externos.
