这一意外发现位于红山文化考古区域，专家在里面发现了一尊相当于真人大小的陶制女人头像，也就是我们刚刚所说的神秘人脸。这一神秘人脸的面部特征是高颧骨，浅眼窝，低鼻梁，薄嘴唇，最为特殊的是她的眼珠是用晶莹碧绿圆玉片镶嵌而成，看起来炯炯有神，别有一番风味。
原来这是一座女神庙，而这一神秘的陶制女人头像也被专家成为是女神头像，与女神头像同时出现的还有6个大小不同的残体泥塑女性群像。这些泥像是彩塑的，其艺术高度绝对不亚于西方的维纳斯，最引人注意的还是已出土的女神上臂塑件的空腔内带有人的肢骨，但是因为被焚烧大多成为灰渣。专家联系中亚曾有在人头骨涂泥成像的崇拜形式，所以认为红山女神像也有可能是依照现实中的人物塑造出来的，使亿万中华子孙第一次看到用黄土模拟真人塑造的5000年前祖先的形象。
而红山女神像也与传说中的女娲有关，在古籍记载中，女娲最大的一件功劳就是“搏黄土做人”，而红山女神带有肢骨的塑件，与传说中的女蜗造人也可谓是如出一辙，与古籍记载惊人相似。红山女神在距离牛河梁女神庙一公里的地方，有一座小土山，经初步发掘证实，这座土山竟全部是用人工夯筑起来的，和古埃及的金字塔相比，布局是一样的。
且在“金字塔”的顶部，还发现了炼铜遗址，有1500个炼红铜的坩埚。据古籍记载，女娲是中国神话传说中的女神，是大地上创造人类、孕育生命的母亲，古时候天崩地裂，女蜗用五色石以补苍天。正是因为这一神话传说，所以后人就把用彩色异常的石头叫做“女蜗石”，而在金字塔顶部发现的红铜遗址，与传说中女娲炼五色石相吻合。所以说无论是红山女神像，还是金字塔顶部发现的石头，都似乎与女娲有着密切联系。因此很多人认为或许女娲娘娘就是这一部落的首领，只不过随着历史的发展被神话了。
在红山女神头像被发现之后，也对其进行了容貌复原：飞扬眉、杏核眼、吊角目、蒜头鼻、薄唇抿嘴、大耳有轮，头上可能戴有花环(或盘辫)或粗布巾带。复原图一出的确很惊艳，具有明显的蒙古人特征，与现在华北人脸型相似，可以说在5000多年以前，绝对算得上一位美女。
