충청남도 논산시 양촌면 모촌리 산 39-3, 4일대로 해발 163m의 토성산 정상부에 위치한다. 신흥리산성은 이 두 개의 가지능선과 그 사이의 계곡부를 에워싸면서 축조된 테뫼식산성으로 전체적인 평면 형태는 ‘ㄷ’자형을 이룬다. 일직선으로 이어져 있는 서북쪽은 산봉(山峰)의 거의 정상부를 달리고 있다. 그러나 ‘ㄷ’자형 평면형에서 입구가 터진 동남쪽은 정상보다 약간 아래쪽으로 계곡을 따라 축조되었다. 전체 둘레는 600m 정도이다.
성벽은 경사면인 자연지형을 최대한으로 이용해 쌓아올렸다. 성벽을 쌓는 방식은 경사면 상부를 ‘L’자 형태로 굴착하고, 그 내측의 기초를 12단 정도 석재로 쌓고 그 위를 흙을 이용하여 쌓아올렸다. 삭토하여 외부에 쌓는 방식으로 축조했기 때문에 안쪽에 510m 너비의 회곽도가 있다.
성 안에서 확인되는 시설로는 성문터, 망대[장대], 건물지 등이 있다. 성문터는 지표 조사만으로는 뚜렷하게 확인되지 않으나 지형적으로 볼 때 남쪽 · 남서쪽 · 북쪽에 있었을 것으로 보인다. 망대지로 추정되는 북쪽 산봉 정상부는 산성 안에서 가장 넓은 평탄면을 이루는 곳으로 현재 민묘가 자리하고 있다. 건물지로 추정되는 남동쪽 성벽 일부는 최근에 통신회사의 기지국이 들어서는 과정에서 파괴되었다. 정상부와 남동쪽 평탄 지역은 모두 건물이 있었던 곳으로 추정된다. 그 밖에 산성 외부의 북쪽 능선 사면에는 산성과 관련된 것으로 추정하는 고분군이 분포한다.