2005년 7월 19일에 천연기념물로 지정되었다. 이 굴참나무 군락은 산의 북사면 계곡부 해발 약 240m 정도에 위치하고 있으며, 가슴높이의 둘레가 2m 이상인 개체 약 12주가 모여 있는 숲이다.
군락의 대표 수목 1주는 나무높이가 30.5m, 근원둘레가 5.53m, 가슴높이의 둘레가 5.27m이다. 또 수관 폭은 동서 방향이 28m, 남북 방향이 28.9m로 수형에 있어 생물학적 종을 대표할 만한 가치를 지니고 있다.
주변에 존재하는 군락 내 11주의 규격은 가슴높이의 둘레가 2.0∼4.38m 정도로 잘 보존되어 있다. 총 12주의 굴참나무 가운데 가장 큰 나무는 지상 약 2m 높이에서 줄기가 네 개로 크게 갈라져 수관 전체가 둥근 모양을 나타낸다.
수세는 건강한 것으로 보이는데, 특히 노거수임에도 불구하고 원줄기를 비롯한 줄기 전체에 부후(腐朽) 부위가 거의 없는 상태이다. 굴참나무 군락의 입지는 산의 북사면이고 다소 함몰된 지형이기 때문에 토양 습도나 유기물 함량 등 생육조건 면에서 유리했을 것으로 판단된다.
뿐만 아니라 계곡부라는 지형적 이점은 이 굴참나무 군락이 낙뢰 등의 피해를 면하고 현존할 수 있도록 한 원인도 되었을 것이다. 실제로 이 굴참나무 군락으로부터 멀지않은 사면의 위쪽 능선부에 위치한 돌배나무는 낙뢰 피해로 보이는 흔적이 발견되기도 했다.
산계리 굴참나무 군락은 강원특별자치도 산촌마을의 동구에 조성된 숲으로서 산촌마을에 전승되고 있는 토착 신앙적 행위를 수용해온 당숲으로 전통 문화적 의미와 역사성에 있어서 가치가 있는 숲이다.
오래전부터 이 나무 아래서 당제를 지냈다고 전한다. 현재도 나무 옆에는 돌무더기를 모아놓고 주변에 회양목을 식재해 놓는 등 당제나 무속행위와 관련된 것으로 보이는 흔적이 있다.