Conhecida desde os anos 60, a arqueometria utiliza métodos atômicos e nucleares para caracterização de materiais, análise de isótopos estáveis e datação por carbono 14 (C14) e termoluminescência.

Informações paleoecológicas podem ser obtidas de estudos palinológicos, inclusive com dados ecocronológicos, caso se tenha disponível uma coleção contemporânea de referências para identificação das espécies.

As carapaças de moluscos univalves ou bivalves, chamadas popularmente de conchas, encontradas em contextos arqueológicos, podem ser artefatos mesmo que não demonstrem marcas de uso.

Os restos de madeira carbonizados encontrados nos sítios arqueológicos são testemunhos de atividades naturais ou antrópicas que podem fornecer dados acerca de paleoecologia e paleoetnografia.

Restos de esqueletos humanos, quando encontrados em boas condições nos sítios arqueológicos, podem fornecer dados sobre dimorfismo sexual, idade, patologias, características da formação dos indivíduos, base alimentar, número de partos que a mulher teve, atividades repetitivas que exerceram e até a profissão.

O homem pré-histórico dependia de sua interação com o meio ambiente para sobreviver, obter alimentos e instrumentos. A adaptação e exploração dos diferentes ambientes provocou respostas culturalmente diversificadas que propiciaram a caracterização cultural dos grupos e etnias.

A escavação de um sítio arqueológico deve ser aprofundada até os níveis estéreis e pode ser efetuada na íntegra ou com área mínima de 10%, conforme práticas internacionais. O material resgatado deve ficar sob a guarda de instituições públicas especializadas.

A prospecção subsuperficial, conforme o contexto ambiental e o tipo de empreendimento, deve ser efetuada em malhas predeterminadas, em transects distantes, 50 m em 50 m, com poços de 1 m × 1 m ou outro tipo de metodologia ou especificação.

Para se obter o maior número de sítios arqueológicos em um levantamento oportunístico, é necessário efetuar ampla análise da documentação e fotos por satélite da região, além da análise de padrões de assentamento das culturas que já ocuparam a região.

A escavação por níveis naturais permite melhores condições de associação dos vestígios materiais com os extratos de ocupação dos diferentes períodos e povos, segundo M. Wheeler.