南洞山汉墓位于徐州市东南约15千米的铜山区潘塘办事处。南洞山即段山，因其山上有洞而又位于城南而得名，海拔128.3米。南洞山楚王及王后墓是由两座有过道相连的墓葬构成，两座墓均座北朝南，并有长而规整的墓道，开凿于段山南坡的半山腰，为徐州西汉楚王陵中开凿位置最高的一座，是西汉徐州典型的依山为陵、凿山为藏的大型岩洞墓。南洞山一号墓位于东侧，规模较大，为楚王墓。由露天墓道、甬道、耳室及墓室三部分构成。总长达80余米。其中露天开凿的墓道长约9米、宽3.4米、深约8米。从甬道口至主墓室的长度约40米，居徐州楚王墓内甬道之冠，而甬道两壁近顶处，有略突出的檐枋，是仿自楚王生前宫殿中的木结构建筑。除甬道中部西壁有一个耳室外，其余墓室都集中开凿于甬道后端，有前堂、后室及后室东壁2个耳室组成。各室的顶部与四壁开凿的弧度呈抛物线形，主室内有与山体连接的石擎柱，其北侧有水池和良好的排水系统。二号王后墓居于一号墓西侧约8米处，亦由露天墓道、甬道、耳室、墓室组成，但规模远小于一号墓。墓道长度相差无多，但甬道较短，除甬道东、西两侧各有一耳室外，仅有一个主室。主室呈正方形，约3米见方，高度同一号墓后室相同，但顶部开凿成穹隆顶，墓室的东北角距地表0.8米高处向东北凿一甬道，与一号墓耳室西壁相通。是夫妻同茔异穴合葬墓所专有。两墓皆早年被盗，在二号墓甬道壁上阴刻出“至大年”三个字，墓被盗掘年代至少在此之前，大致为元武宗年号。明代在二墓道前建庙，立有石碑一通，记载庙会盛况。两墓虽然早年被盗空，但墓室保存完好。根据墓葬的规模和和形制构造特点看，与小龟山等发现的第六代楚襄王刘注墓有较多相似之处，推断南洞山汉墓应属于西汉中期某代楚王夫妇的陵墓。