La población de Huamuxtitlán se encuentra en la depresión formada por la cañada del río Tlapaneco y la cadena montañosa que se levanta al este y oeste de la misma, en medio de un clima tropical. En el centro de aquella se encuentra el sitio arqueológico que cuenta con una estructura piramidal de 21 m de largo por 18 m de ancho y 5.20 m de altura, la cual presenta cuatro cuerpos con talud y cuyo acceso se encuentra del lado oeste entre dos alfardas.

En términos generales, Huamuxtitlán parece haber sido siempre abundante en agua no sólo por la cercanía del río sino también por la existencia de dos lagunas y algunos manantiales, que se localizan en el lado oeste de la población, lo que posiblemente ha permitido el asentamiento de grupos humanos desde épocas muy tempranas.

Ubicada al margen del río Tlapaneco, esta zona arqueológica es el remanente de un núcleo poblacional que fue ocupado desde el año 1200 (periodo Posclásico) por grupos tlapanecas que sostenían relaciones comerciales con grupos mixtecos. En la segunda mitad del siglo XVI, tras la llegada de los ejércitos de conquista de Nezahualcóyotl, Huamuxtitlán se constituyó como el bastión de la Triple Alianza en el área, como lo demuestra la arquitectura y las ofrendas asociadas que reflejan la ideología bélica del Centro de México.

Del Huamuxtitlán bajo el dominio de la Triple Alianza solamente se conserva su templo principal, visible como pirámide, ya que la zona ceremonial y habitacional prehispánica están cubiertas por el área urbana actual. La estructura piramidal está compuesta de 5 cuerpos escalonados que alcanzan una altura de 6 m y tiene una base de 20 m por 20 m. Al centro de la fachada poniente tiene una escalinata. En su último cuerpo hay una plataforma de 8 por 6 m que era el lugar donde desplantaba el templo que estaba en la cima. En las exploraciones llevadas a cabo por Guadalupe Martínez Donjuan en 1979 y 1980 se descubrió el arranque de la última etapa constructiva, la cual fue totalmente desmantelada para usar su piedra y construir la Iglesia del siglo XVI. Para entonces y de acuerdo a los estudios de Rafael Rubí y Raúl Vélez, Huamuxtitlán formaba parte de la Provincia Tributaria de Yohualtépec; la mayor parte de esta provincia estaba ubicada en el actual estado de Oaxaca pero también tenía pequeñas porciones en Puebla y Guerrero.