考古学上所谓的人类化石与古生物学所谓的“化石”,含义稍有不同。在地层中未完全石化的人体器官，如骨骼、牙齿、指甲等因保存的时代久远而可以成为考古人类学研究的重要实物资料。
它们也可纳入“化石”的范畴。例如，古埃及的木乃伊虽未作为化石而成为古生物学研究的对象，但是其尸体保存得很完整，因而具有较高的研究价值。
大部分人类化石集中地发现于两种状态之下：一种是古代泥沙沉积迅速的河流沉积层中，因水流放缓泥土沉淀，早期人类文化层便埋藏于该地层之下，到后来由于偶然因素被发掘出来。如果死后长期暴露在地表或泡于水中不被泥沙所掩埋， 也会被风化作用破坏或其它动物吞食，不能形成化石。
另外一种情况就是，分布于石灰岩广布的洞穴之内。石灰岩中含有碳酸钙容易被水溶蚀，因此经地下水的漫长冲刷后，形成河床地貌，以后河床上部因风、水侵蚀而毁坏，洞穴与外界有一部分相通，可成为极好的人类或兽类夜间栖息及平时躲避风雨之用。在这两种状态下发现的古人类化石，具体的信息和文物价值还有待认真研究，同时必须考证：（一）由于不同化石的出现和地层的形成有着平行的关系，因此要确定出土古人类化石所在地层或洞穴的地质时代；（二） 该地层或洞穴内同时出土的动物化石或者古人类打造的艺术品；（三） 该化石记录中出现的古人类特异性特征。最终可以确定其在人类进化史中的意义。
划分地质年代，是进行考古研究首先要做的工作，史前人类研究应先从断代开始。地学上把地球的生命划分为四个时代：最早的是古生代（Paleozoic Period），古生代意为远古的生物时代，持续了约 3 亿年。对动物界来说，这是一个重要时期。动物群以海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。次为中生代（Mesozoic Period），中生代也是板块、气候、生物演化改变极大的时代。中生代的气候非常温暖，对动物的演化产生影响。第三纪是新生代的第一个纪。距今 7000 万年至 300 万年。为意大利地质学家阿杜诺于 1779 年创用。第三纪时形成的地层称第三系（R）。第三纪时的生物群已接近现代，植物以被子植物为主，杨、柳、桦等繁盛。
动物中鸟类和哺乳类迅速分化和发展，并繁荣起来。在该时期的地层中出土有少量原始石器（Eoliths）（1）,“原始石器”,又称“曙石器”,大部分系偶然打成的，有的只施以简单加工；第三纪的晚期，许多地方相继出土了一定数量的猿人化石，学术界把各地发现的猿人化石定名为“Homoerectus”,又称“人属直立种”、“直立人”.
第四纪是地质历史上最接近当今的一个主要时间分期，向上一直延续至今。第四纪包含了更新世（原指“最新”之意）和全新世（意为“全新”,即人类生活于其中，现阶段较温暖的时段）两个先前被人为指定的时段（Hedberg,1976）。这一时期气候变化的效应是十分强烈的。整个大陆冰盖、山谷冰川以及荒漠边缘，随着干旱期和多雨期的交替，出现跨越好几个纬度的伸缩变化。动植物群落也被迫迁移以适应环境的变化。这一时期的物种灭绝不能只归因于“人类的过度捕杀”.物种大灭绝显然是由气候变化、失去栖息地和人类影响这些因素相结合造成的。在冰河时代进入到特定的地域之后，对在当地栖息的古人类产生的重大的影响，即古人类为躲避严寒而迁徙至暖和地方；其次在冰期中动植物繁育生长缓慢，栖息在树上的原始类人猿，不得不采取狩猎和游牧的生活方式。在地上过游牧生活，必然与猛兽争夺食物资源，人类逐渐发明了抵御猛兽袭击的工具与武器。所以冰河乃人类文明发展史上的重要时期。【1】
人类的发展经历了漫长的岁月，中国作为世界文明古国可以计算的历史不过上下五千年。以冰河时代为例，诸多学者对其进行了各种推算，多则八十万年，少则十万年，这足以说明我们的祖先在史前已经有一段漫长的奋斗史了。
除了直立人之外，只有古人类化石的发掘仅限于欧洲。一些人类学研究者认为人类发祥于亚洲北部，但可以考证的人类遗迹太少。但在我国裴文中先生等人的努力之下，在北京周口店发现了北京人的遗骸，多数学者认为其早于尼安台塔尔人。随着我国考古人才队伍的不断壮大，越来越多的考古发现将进一步丰富人类文明史。
注释：
（1）笔者以为这类石片广泛分布于第三纪至第四纪。究竟是人类打制过的石器还是自然生成的石片无从考证。
参考文献：
[1]中国大百科全书总编辑委员会《考古学》编辑委员会。 中国大百科全书 考古学[M].北京：中国大百科全书出版社，476 页-483 页。
[2]陈淳。考古学的理论与历史[M].上海。学林出版社，206 页-210页。
[3]林惠祥。文化人类学[M].上海。上海三联书店，81 页-84 页。
[4]曾克峰。地貌学及第四纪地质学[M].武汉，中国地质大学出版社，25 页-27 页。
