大地湾遗址总面积32万平方米，文化层厚平均在2米以上，是一处完整的原始部落居住遗址。1978年由甘肃省博物馆文物工作队发掘后，揭露面积达 12000平方米，清理房址240座、灰坑328个、墓葬76座、窑址33座、壕沟6条， 出土文物7700余件。
从遗址上看，早期的房屋是方形或长方形半地穴式，结构分为居住面、墙壁、门道、灶坑等部分。居住面积一般为20平方米左右。中期的房屋和早期的基本相 同，只是面积有所扩大，达60多平方米。晚期房址以平地起建刀主，居住面积一 般为100平方米左右，形制多为长方形，房柱及柱基地变得复杂多样。其中编号 为F901的房屋，是迄今为止我国首次发现的规模最大、保存最好的一座殿堂式 建筑，有大地湾三绝“第一绝”之称。这座建筑呈长方形，主室面积126平方米，除 前后各有3道门外，两侧还各有一道侧门，周围还保存着断墙残壁，室内的两根 大圆木柱早已焚毁，留下一堆木炭，可见此殿乃毁于大火。大柱的圆周为1．9米， 一个人合抱不住。令人叹为观止的是，殿内居然有土暖气，宫殿中央有一直径 1．5米的大火塘，其烟道自地面向下四方逸出，即使三九寒天，这里依然是满屋 生春。特别引入注目的是宫殿光滑平整的地面，虽经5000多年的岁月。其强度仍 和现代高标号水泥和沙浆筑造的一样坚硬，而这竟是用当地的料礓石粉等原料 混合而成的。这种技术至今仍在当地农村广泛使用。在编号为F411的房屋地面 上，还发现了我国最早的原始地画，其完美清晰程度和古朴简练的绘画风格，当 数我国仰韶文化遗存中罕见的珍品，被誉为大地湾三绝中的“第二绝”。
从大地湾出土的陶器来看，制陶业在当时已相当发达。在已发掘的各类完整 文物中，彩陶就有数千件。这些彩陶种类有汲水的、贮物的、做饭的。小底盆、敛口钵等。特别引人注目的是早期绘有变体鱼纹、科三角夹平行线 纹；中期相对半圆纹、变体鱼和鸟相结合的图案花纹；晚期绘有变体蛙纹、二方连 续旋纹的各类陶器，形成了大地湾陶器的自身特点。更令人惊奇的是，在这些陶 器的外沿上还发现了奇特的彩绘持号。共有70余种。这些彩陶符号被郭沫若认 为“是中自文字的起源，或者中国原始文字的子遗”。并被誉为大地湾三绝之“第 三绝”。
大地湾遗址的发现，是中国新石器时代考古工作中的重要收获之一，为探讨 仰韶文化半坡类型，研究仰韶文化的分期，乃至我国古代文化的起源问题，都提供了新的实物例证。