洞穴遗址是人类最远古的家园。从这里我们可以发现人类改造其居住环境最早的方式，比如有控制的用火。1988年，考古学家布赖恩在南非斯瓦特克朗洞穴距今150万年的地层中发现了明显被火烧过的动物骨骼，他们用新鲜骨骼做实验，观察它在加热到不同程度时发生的细胞结构与化学变化，对骨骼的炭化进行测定。考古还发现，早在旧石器晚期人类已经学会适应洞穴生活，考古学家在一些洞穴中观察到用脚手架的痕迹，还有用兽皮做铺垫的痕迹，包括反复使用过的、堆放在火塘边的草垫子。
对于旧石器考古来说，洞穴遗址作为人类的栖身之地备受关注。这在近几年的中国考古中表现得更为突出。新疆吉木乃县通天洞遗址无疑是2017年中国旧石器考古的重大发现，填补了新疆史前洞穴考古的空白。该洞穴顶部有一个像蝙蝠形状敞开的通天洞，一束光线照进洞里，使整个洞穴显得敞亮、通透，自上而下近3米深的文化堆积层呈现着从现在到早期铁器时代、青铜时代再到旧石器时代的文化堆积层，一直可以推测到4万至5万年以前。在旧石器时代文化层，出土了大量石器和野兔、羊、驴、犀牛、棕熊、鸟类等动物骨骼以及陶片、铜器等遗物，并有火塘的明显遗迹，考古学家形容其为“新疆迄今发现的人类最早点燃的一堆火”。由边刮器、石核、石片、石叶等构成的细石器组合，是典型的莫斯特文化特征，对探讨和研究欧亚草原上古人类人群的迁徙、交流、扩散十分重要。
在2016年的十大考古新发现之一的贵州牛坡洞遗址，丰富的文化堆积揭示了约1.5万年前的旧石器时代晚期至3000年前的新石器时代晚期的人类生活画卷，遗址中的墓葬填补了贵州地区史前洞穴遗址中不见墓葬的空白，为研究该地区史前人类体质特征提供了重要线索。
