大地灣遺址是多個文化層遺址，所以很具有考古價值和研究意義，目前對大地灣遺址考古發現了五期文化：前仰韶文化、仰韶文化早、中、晚期和常山下層文化，其歷史年代從距今8000年一直延續到距今5000年。其中一期文化距今約8000年，是中國西北地區考古發現中最早的新石器文化。
大地灣遺址位於甘肅省天水市秦安縣東北的五營鄉邵店村，考古工作者在大地灣遺址清理發掘出房屋遺址240座，灶址98個，灰坑和窖穴325個，墓葬71座，窯址35座及溝渠12段，累計出土陶器4147件、石器（包括玉器）1931件、骨角牙蚌器2218件以及動物骨骼1.7萬多件，清理房屋遺址240座，灶址104個，灰坑和窖穴342個，窯址38個，墓葬79座，壕溝9條,為新石器早期及仰韶文化早、中、晚各期文化遺址，遺址面積約275萬平方米，文化層厚1－4米，距今4900—8120年，是中國西北地區考古發現中最早的新石器文化，1988年被公佈為全國重點文物保護單位。
大地灣一期陶器均為紅陶，夾細砂為主，泥質較少，紋飾以交叉繩紋為主，彩陶較少，有紅色寬帶紋、鋸齒狀紋。器形有三足缽、三足罐、筒狀深腹罐、圜底缽等，有地方特色。
仰韶早期（半坡類型）陶器以細泥紅陶為主，夾砂紅陶次之，灰陶最少，彩陶多黑彩，紅彩較少，有寬帶紋、魚紋、直邊三角紋、平行線紋、折線紋等。器形以圜底器為主，典型器類有直口缽、疊唇盆、侈口垂腹罐、葫蘆瓶。
仰韶中期（廟底溝類型）陶器以細泥、夾砂紅陶為主，灰陶增多。紋飾有繩紋、弦紋、線紋、附加堆紋。彩陶發達，以黑彩為主，有少量紅彩、白彩，紋樣有變體魚、鳥紋、勾葉紋、重弧紋、四方連續弧邊三角紋。典型器類有斂口缽、卷沿盆、凹凸唇夾砂罐、葫蘆口尖底瓶、大喇叭口盤、圓卷唇直領深腹缸等。
仰韶晚期陶器有泥質和夾砂紅、灰陶，泥質紅陶呈橙黃色，泥質灰陶多磨光。紋飾有繩紋、附加堆紋、線紋、乳釘紋、凹凸紋，彩陶減少，內彩增多，紋樣有變體蛙紋、以圓點、條線、弧線構成的幾何圖案。
大地灣遺址考古之最
中國文字最早的雛形
大地灣一期出土的陶器上共發現了十幾種彩繪符號，這些符號比過去國內最早發現的西安半坡陶器刻劃符號的時間早了1000多年，且有一些符號與半坡符號基本一樣。雖然這些神秘符號的意義至今未能破解，但專家們認為，它們可能就是中國文字最早的雛形。
 中國最早的宮殿式建築
距今5000年的大地灣四期文化發掘出的一座編號為「F901」的建築，是目前所見中國史前時期面積最大、工藝水平最高的房屋建築。這座總面積420平方米的多間複合式建築，佈局規整、中軸對稱、前後呼應、主次分明，開創了後世宮殿建築的先河。
中國最早的「混凝土」地面
面積達130平方米的「F901」宮殿式建築主室，全部為料礓石和砂石混凝而成類似現代水泥的地面。這與古羅馬人用火山灰製成的水泥同屬世界上最古老的混凝土。
中國最早的繪畫
專家們確認，大地灣編號為「F411」的房址地面上發現的一幅黑色顏料繪製的畫作，是中國目前發現的時代最早的獨立存在的繪畫。這幅長約1．2米，寬約1．1米，保存大部完好的大地灣繪畫地畫，改寫了中國美術史，將其前推了2000多年。據考證，此前最早單獨作為繪畫保存至今的，是出土於長沙馬王堆的楚國帛畫。
中國最早的度量衡與十進制
大地灣仰韶晚期房F901中出土的一組陶質量具，是中國發現最早的量器。大地灣這套陶質古量器，出土於房F901的主室中（前堂）；主要有泥質槽狀條形盤、夾細砂長柄麻花耳鏟形抄、泥質單環耳箕形抄、泥質帶蓋四把深腹罐等。其中條形盤的容積約為264.3立方厘米；鏟形抄的自然盛穀物容積約為2650.7立方厘米；箕形抄的自然盛穀物容積約為5288.4立方厘米；四把深腹罐的容積約為26082.1立方厘米。由此可以看出，除箕形抄是鏟形抄的二倍外，其餘三件的關係都是以十倍的遞增之數。為了與古代量具名稱相貼切，將在其相應容量的名稱上冠以升、斗、斛之稱謂，即可稱為”條升、抄斗、四把斛”等，另外，在大地灣仰韶早期遺跡中出土的幾件骨匕和鏟形器上多見有等距離的圓點形鑽窩刻度，並在窩內塗有紅色顏料，它們應為當時測定某些東西長寬地尺度。包括前述F901內所出的一組陶質量具在內，它們都是中國最早「度、量、衡」器的實物佐證；並將中國度量衡實物史提前了二三千年。同時，這些度量衡具的發現也為研究中國古代分配製度、度量衡史以及十進制的起源等，提供了非常珍貴的實物資料。