Ciências como paleontologia e geologia estudam vestígios animais e vegetais que se fossilizaram no processo de formação da Terra, assim como a arqueologia e a espeleologia estudam os vestígios das sociedades humanas pretéritas, em ambientes cavernícolas desde sua formação cárstica.

Geoarqueologia é, na prática, o uso de métodos de arqueologia para estudo de geologia, geografia, geoquímica, pedologia e outras áreas científicas.

Motivado pela riqueza cultural dos vestígios presentes nos mais de 8.000 km de sua costa, o Brasil é um dos signatários da Convenção da UNESCO, assinada em Paris em 2001, que protege os bens subaquáticos.

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.