太田天神山古墳
天神山古墳の東北方には、陪塚と見られる円墳が残存する(A陪塚、北緯36度17分35.45秒 東経139度23分34.17秒)。規模は、直径36メートル・高さ3.2メートル。天神山古墳の主軸延長線上に概ね位置し、出土した円筒埴輪も天神山古墳出土品と同種になる。この陪塚の築造の背景として、大阪府羽曳野市の墓山古墳と陪塚の向墓山古墳の形態が指摘される。このA陪塚は『上毛古墳綜覧』では「九合村67号墳」として登載されている。
また、前方部南西隅の外堤上では古墳跡が認められており、こちらも天神山古墳の陪塚と想定されている(B陪塚、北緯36度17分29.79秒 東経139度23分19.50秒)。『上毛古墳綜覧』ではこの古墳の登載はない。なお、B陪塚では古くから横穴の存在が言い伝えられており、天神山古墳とは無関係の後期古墳の可能性がある。
A陪塚
B陪塚想定地
埋葬施設は未調査のため明らかとなっていないが、後円部墳頂の平坦面において竪穴式の施設が想定されている。しかしすでに盗掘を受けているため、現在の墳頂部は盗掘壙により陥没し、周辺には盗掘由来と見られる小砂礫が散在する状態である。また後円部南側の裾には、石棺部材と見られる石材の一部が転落した状態で残存する。この石材は群馬産の緑色凝灰質砂岩で、乳頭状突起を有する特徴から、組合式長持形石棺の部材の一部と見られている。
天神山古墳の石棺に関する記録としては、江戸時代の元文3年(1738年)に幕府に提出された「新田金山石棺御尋聞書」が知られる。同文書によると、当時にはすでに古墳は盗掘を受けており、掘り出されていた一枚石が墓石として使用されていた。絵図には長さ9尺余(約2.7メートル:突起除く)・幅5尺余(約1.5メートル)・厚さ1尺余(約0.3メートル)の石材が描かれているが、両端にある縄掛け突起や表面に彫られた溝などから、長持形石棺の底石材であったとされる。この石材は、上記の現存石材とは寸法が異なるため別の部材と見られるが、現存石材以外の部材は行方不明のため詳細は明らかでない。
本古墳で使用された組合式の長持形石棺は、畿内の大王墓や地方最有力首長層にしか使用例のない珍しいものになる。東日本における長持形石棺の使用例には、他にお富士山古墳(伊勢崎市安堀町)出土棺のみが知られるが、天神山古墳出土棺はそのお富士山古墳出土棺を上回る規模になる。しかし両棺とも同一の製作技法であり、いずれも当地に派遣された畿内工人の手になると考えられることから、その背景として製作当時において上毛野の首長と畿内王権とが同盟関係にあったことが推測される。