Каскад складається з трьох водойм, розташованих з півдня на северпо колишньому руслу Головінського струмка. Головінський ставки входять до складу Ліхоборской обвідний системи річки Яузи. Вода в них надходить з Химкинського водосховища по Ліхоборской каналу.
Спочатку вода виходить з колектора в Верхній Головінський ставок, з якого вона через невеликий канал потрапляє в Малий Головінський ставок, а потім по невеликій протоці, через яку перекинуто міст, у Великій Головінський ставок.
Великий Головінський ставок
Довжина близько 500 метрів, ширина до 270 метрів, площа близько 7,5 га.
Ставок має неправильну форму, берега природні в південній, західній і східній частинах, штучні в північній частині.
Штучний берег являє собою греблю в формі дуги, яка має водоскид в Головінський канал.
У південно-східній частині ставка є човнова станція, на східному березі ставка знаходиться альтанка, що відноситься до садиби Михалкове.
На західному березі знаходиться колишня дубовий гай, яка зараз перетворена в прогулянкову зону, а також школа-інтернат № 76.
Малий Головінський ставок
Довжина - 350 метрів
Ширина - до 125 метрів
Площа - близько 3,8 га
Ставок має неправильну форму. Береги природні. У цей ставок протягом багатьох років потрапляли стічні води з Московської тонко-полотняною фабрики імені Петра Алексєєва (колишньої суконної мануфатури «Іокіш» В. І. Іокіша), яка розташована на південному березі ставка.
Верхній Головінський ставок
Довжина - 240 метрів
Ширина - до 165 метрів
Площа - близько 3,4 га
Ставок має неправильну форму, що нагадує овал. Береги природні.