1986년 전라남도 기념물로 지정되었다. 나주평야의 중심지에 위치하여 있어서 사방으로의 시계가 좋다. 해발 94.5m의 자미산은 구릉에 불과하나, 산정은 편평한 대지로 되어 현재 헬리포트(heliport : 헬리콥터의 이착륙 설비가 되어 있는 곳)가 조성되어 있다.
성벽은 본래 안쪽으로 호를 파고 내탁식(內托式)의 성벽을 만들었다고 여겨지며, 둘레가 약 740m이다. 성문은 3개소의 단절부가 있으나, 지표에 문의 유구는 남아 있지 않다. 성안에는 건물터와 ‘용왕샘(龍王泉)’이라 부르는 샘이 있다.
성내에서는 백제토기편과 고려 및 조선시대의 유물도 수습되고 있다. 따라서 조선시대까지도 산성으로서 기능하였을 것으로 여겨진다.
전해오는 얘기로는 견훤(甄萱)과 왕건(王建)이 접전을 벌였던 곳으로, 견훤은 자미산성에 성을 쌓고, 왕건은 약 4km 떨어진 영암 신북면의 갈마산에 주둔하고 싸워 견훤이 패하였다고 하며, 삼별초(三別抄)의 군사가 주둔하였다고도 한다.
이 산성의 주변에는 대안리고분군·덕산리고분군·신촌리고분군 등의 대규모 고분군이 있어서 이들 고분군을 만든 집단들이 이 산성을 축조하였을 가능성이 있다. 영산강 유역의 백제시대 대표적인 테뫼식 산성(산 정상을 둘러 쌓은 성)으로 지금은 성벽이 토석 혼축한 양상을 보이고 있다.