坂头水库于1956年7月建成，与石兜水库为库套库相距很近，大坝总控制流域面积67.3 km2，其中上游石兜水库大坝控制流域面积59.3km2，坂头水库与石兜水库区间流域面积8.0km2。水库建设时设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用500年一遇。经保坝复核后，现有设计标准为1000年一遇校核。本次安全鉴定复核设计洪水重现期为50年一遇，相应洪水位为23.21m，相应库容为610.05万m3；复核校核洪水重现期为1000年一遇，相应洪水位为24.50m，相应库容为744.64万m3；正常蓄水位21.36m，相应库容435.78万m3；死水位13.76m，死库容18.02万m3。
坂头水库工程由原晋江专署建设科设计，坝型为均质土坝。坝顶高程26.76m，最大坝高19.0m，坝顶宽6m，坝顶长180m，坝顶上游侧设防浪墙，墙顶高程27.76m；迎水坡在高程17.26m设一平台，平台以上为干砌石护坡，以下为土坡，迎水坡坡比从上至下依次为1:3.37、1:3.5；背水坡设有三个平台，高程分别为21.40m、16.97m、12.25m，高程12.25m平台以上为混凝土预制块护坡，背水坡坡比从上至下依次为1:2.27、1:2.90、1:3.04、1:2.0；坝脚处设堆石排水棱体。坝址处砂卵石层较厚，坝基防渗采用粘土铺盖，在坝址上游设160m长粘土铺盖，铺盖末端设有粘土截水墙。
溢洪道由原左岸山坡开挖而成，为明渠式宽顶堰，未设置闸门，自由溢流。堰顶高程21.36m，进口处总净宽88.0m。溢洪道全长315.8m，其中引渠长150m，陡坡泄槽长150m，消力池长15.8m，陡坡泄槽首部过流净宽65.10m，坡度由上至下分三级，坡比分别为1:15.21、1:10、1:6.85，陡坡段后接消力池，池宽32.1m，池深3.67m，目前，消力池后有一游泳池，原为部队所建现已停用，可作为二级消力池使用。溢洪道基础为砂壤土，陡坡段首端设浆砌块石截水墙。水库变压器为80kva。
水库输水建筑物包括左、右放水涵洞和坂集管道，左、右放水涵洞均为浆砌石拱涵，底高程分别为14.72m和14.03m，断面分别为1.2×1.5m、1.2×1.8m。左放水涵洞后接左干渠，左干渠经后溪通达集美，全长计21km，设计流量3.5m3/s，左干渠现已停用,大部分渠段已毁坏；右放水涵洞后接右干渠，右干渠经二农、灌口到杏林水厂，全长18km，设计流量2.5m3/s，部分水量用于沿途农田灌溉；1984年6月建成直径1.2m、长14.3km的坂集输水管道，经后溪到达集美水池，设计流量1.5m3/s，源水经集美抽水站加压抽水过高集海堤管道至岛内。