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1913年成立，其前身为北京工商部地质调查所。1914年，工商部与农林部合并为农商部后该所亦改属农商部，此后又先后改属农矿部、实业部、经济部。1941年，该所正式定名为中央地质调查所，宗旨是培养地质人才，招收中学生，学员经过三年学习毕业，于当年进入中央地质调查所。毕业生是我国第一代完全由自己培养的地质学家，在全国正式展开了地质矿产的调查工作。中央地质调查所内部先后成立了新生代研究室、古生物研究室等新单位，涌现出了古脊椎动物专家杨钟健、考古学家裴文中和贾兰坡等杰出科学家。1950年撤销建制。
中国第一个从事新生代地质学、古生物学和古人类学研究的专门机构。它是中央地质调查所和北京协和医院为进一步合作发掘周口店北京人遗址而于1926年设立的，其宗旨是采集和研究中国第三纪和第四纪化石，尤其是人类化石。行政事务由地质调查所所长管理，经费由美国洛克菲勒基金会提供。1928年底，新生代研究室隶属于地质调查所的特别部门。
该机构的建立开创了中国新生代研究的新局面，其成果是1929年底发现震惊世界的第一个完整的北京人头盖骨。它为中国培养和造就了从事新生代化石研究的第一代和第二代科学家。20世纪三四十年代，在新生代研究室工作的有裴文中、卞美年、贾兰坡等，他们围绕人类起源、文化发展及其环境条件，开展了以华北第三纪晚期和第四纪的地质、地文、古生物为重点的考察和发掘，在国际学术界赢得了声誉和地位。
国立中央研究院创立后，蔡元培院长于1928年设立了史语所，第一任所长是傅斯年。所址最初在广州后迁北平，再迁上海，又迁南京。抗日战争期间，史语所先后迁往湖南长沙和四川南溪李庄。抗战结束后，史语所于1946年迁往上海，1948年迁往台湾。
傅斯年，山东聊城人，五四运动领导人之一。1920年1月赴英国伦敦大学主修实验心理学、物理、化学、高等数学等自然科学课程，三年后转入德国柏林大学哲学院。
1927年回国后受聘担任广州中山大学文学院院长等职，1928年被任命为史语所代理所长。
史语所成立之初，下面分设三个组：第一组为史学组，第二组为语言学组，第三组为考古学组，分别聘请陈寅恪、赵元任、李济为各组主任。研究所的宗旨是从事考古研究，必须做到“上穷碧落下黄泉，动手动脚找东西”。
考古学组的设立标志着中国独立进行考古发掘和研究的学术机关正式诞生。李济除了亲自担任考古学组主任外，还聘请清华研究院教师以及罗常培、丁山、董作宾、徐中舒等北京大学校友加盟。
1934年增设人类学组，1946年又增设北平图书史料整理处。
史语所是1949年以前中国从事田野考古工作最多的机构：1928—1937年在安阳殷墟进行了15次发掘，调查发掘山东省龙山镇城子崖遗址、日照两城镇遗址、河南省浚县辛村卫国墓地和汲县山彪镇及辉县琉璃阁东周墓地、永城造律台遗址，与中央研究院筹备处等机构合组人员发掘云南省苍耳地区古遗址、四川省彭山汉代崖墓和成都前蜀王建墓。
1929年6月，时任北平大学正、副校长的李石曾、李书华致函南京政府教育部，请求成立旨在探讨、研究人文历史与考据鉴古等门类学科在内的北平研究院。南京政府教育部采纳了该建议，宣布成立北平研究院，李石曾、李书华分别担任正副院长，第二师范学院院长徐炳昶任史学研究会会长兼考古组主任。他们把陕西、河南、山东、河北等作为该院考古发掘与研究的重点工作地区。从事田野考古的人员除徐炳昶外，还有常惠、何士骥、苏秉琦、白万玉等。1930年，史学研究会与北京大学考古学会、古物保管委员会合作，对燕下都遗址做了发掘。北平研究院与陕西省政府合组陕西考古会后，
在关中地区调查史前和周秦时期的遗址，在宝鸡发掘斗鸡台周墓等。苏秉琦参加发掘并整理了斗鸡台墓地的资料，梳理了随葬陶鬲形态演化的逻辑过程及其与制陶工艺之间的关系，创立了类型学。1948年出版的《斗鸡台沟东区墓葬》及其附录《瓦鬲的研究》标志着中国器物类型学基本确立。
中国营造学社是朱启钤以研读宋代《营造法式》为契机，于1930年3月创办的私人学术团体，以研究“中国固有之建筑术、协助创建将来之新建筑”为主旨，专门从事中国古代建筑调查与研究的重要学术团体，后来中国营造学社改组为文献、法式两组，梁思成任法式组主任。次年，刘敦桢到营造学社任文献组主任。文献组工作侧重史料搜集，法式组侧重古代建筑实物测绘调查及营造则例整理。学社开展实地调查测绘古代建筑，研究成果为当时中国的古代建筑修缮保护、教学、设计等机构提供参考资料等。1946年因为经费紧张，中国营造学社就此解散。
中国营造学社存在时间虽然不长，但是它为中国古代建筑和建筑史的研究培养了一批重要人才，奠定了中国古代建筑及建筑史学研究的重要基础。
除上述组织外，还有若干地方政府设立的考古机构，较早成立的有南京古物保存所，1917年归属江宁，1928年改归教育部，1935年又改归南京市政府。他们先后发掘了明故宫的楼阁遗址、栖霞山附近的古代砖室墓。南京保存所收藏的文物除上述发掘所获文物外，还有南京附近出土的井圈、碑石等文物。
这个时期还有一些知名人士组成的民间考古社团。较为知名的是1934年容庚、徐中舒、商承祚等学者发起的考古学社，成员中既有考古学家又有金石学家，他们以古器物研究、资料编撰为宗旨。1936年叶恭绰担任社长，1937年抗战爆发后停止活动。考古学社曾出版了《考古社刊》第1~6期。
1936年在上海成立的吴越史地研究会颇有名气。蔡元培任会长，吴稚晖等任副会长，于右任任评议，董作宾等任理事，卫聚贤任总干事。该会的宗旨是利用《左传》《国语》《史记》等考证吴越的地理。总会设在上海，在江浙两省各县设立分会。
学会成立后，会员做了不少调查和发掘，出版了《奄城金山访古记》《杭州古荡新石器时代遗址之试探报告》等报告。卫聚贤编写的《中国考古学史》对人们了解中国考古学的前身而言非常重要。
1935年，各地自行组建的古物机构和考古组织众多，为了妥善管理，中央古物保管委员会发出通知：“特经规定所有古物保存机关组织，悉直隶于中央古物保管委员会，……饬各地古物保存机关，停止活动，听候中央古物保管委员会通盘筹划，予以改组或裁撤。”
形式上的中外合作是指发掘和研究都由外国学者主持、中国学者参加的考古发掘，如仰韶村的发掘。
瑞典地质学家安特生1914年来华后任北洋政府农商部矿政司顾问，协助调查煤矿和铁矿。由于战乱，找矿和采矿难以进行，安特生征得同意后在华采集古生物化石，在山西、河北、河南、山东、陕西、甘肃、内蒙古地区等地采集到大量石器，意识到石器的重要性。
1918年，安特生为了采集古生物标本和助手到过仰韶村。1920年，他派助手刘长山到仰韶村采集古生物标本，并让刘长山顺便把以往采集的石器带去。刘长山把在仰韶村采集和从村民手中收集到的600余件石器带给安特生，这些石器引起了安特生的注意。安特生于1921年春到仰韶村调查，发现了含有彩陶等遗物的地层，感到石器与彩陶共存不可思议。他后来在北京的地质调查所图书馆看到美国地质学家20世纪初在俄属土耳其斯坦安诺的考察报告后，确认仰韶村是一处重要遗址。
1921年秋，经中国政府批准，安特生与斯丹斯基、布莱克及包括袁复礼在内的5名中国助手，对仰韶遗址进行首次发掘。袁复礼刚从美国学成回国到地质调查所工作，随安特生参加仰韶村的发掘工作，后到古脊椎所工作，是我国当代地貌学和第四纪地质学的开山祖师。
仰韶村的发掘工作从1921年10月开始到12月结束。他们在暴露灰层及遗物较多的断崖处共17个地点进行发掘。这次发掘收获比较丰富，出土了一批石器、骨器和彩陶和完整陶器，以及从剖面上辨认出来可能是居住址的遗迹现象。他们还发现了附近的不招寨等遗址。
安特生通过人类学的比较研究后指出，仰韶文化是汉族的史前文化。虽然中国有浩如烟海的典籍，然而关于远古社会的记载却是一鳞半爪而且语焉不详，要了解远古社会唯有依靠地下出土的实物资料。正是安特生对仰韶遗址的发掘和初步研究，用铁一般的事实证明中国存在新石器时代文化。他在《中华远古之文化》中把在仰韶村发现的遗存命名为“仰韶文化”，这是中国考古学史上命名的第一个考古学文化。
安特生受到当时中国文化西来说的影响，根据仰韶彩陶与安诺等西亚和欧洲彩陶的某些相似，认为仰韶彩陶可能是从西方传播来的，这是一个重大失误。这次发掘存在的问题也是显著的，没有辨认出灰坑等遗迹现象。遗留下来的最大的问题是，安特生没有把仰韶文化遗物和龙山文化遗物区分开来，成为他对史前文化错误分期的根源，也是中国史前文化东西二元对立说的根源之一。
这次发掘值得称道的地方是，首先，采用小探沟了解地层的方法现今仍在使用。发掘之前绘制1∶4000的仰韶遗址地形图，1∶2000的仰韶遗址南部等高线图和地形剖面图更是优良传统。
其次，发掘工具是从美国引进的当时世界上最先进的工具，包括手铲、毛刷、铁镐、铁钩、皮尺、卷尺等，
这些工具至今仍然是中国田野考古发掘中所使用的主要工具。
安特生为了验证其仰韶彩陶西来说，在甘肃、青海调查并发掘了十里铺遗址、罗汉堂遗址、朱家寨遗址、卡约遗址、灰嘴遗址、辛店遗址、马家窑遗址、齐家文化遗址、半山墓地、马厂文化墓葬等，获得了大量陶片、石器和大量人骨资料。这些调查发掘成果被汇总为《甘肃考古记》（1925年英文版）和《黄土的儿女》（1934年英文版）两部著作。他机械地用进化论思想解读这批材料，即彩陶制作工艺要比单色陶先进。当他发现齐家期彩陶数量很少，半山期和马厂期彩陶数量多的现象后，他认定齐家期要早于半山期和马厂期；又由于他认为半山期的彩陶纹样线条流畅简单，所以要比纹样复杂的马厂期早。这样他就得出了一个错误的文化序列：齐家文化、仰韶文化（半山类型）、马厂、辛店、寺洼（卡约）和沙井六期，认为前三期属于新石器时代，后三期属于青铜时代。这个错误不久之后被夏鼐通过考古发掘发现和纠正。
这种形式的发掘是指外国机构提供经费、中外学者主持的考古发掘，如北京周口店遗址的发掘。
周口店位于北京西南郊区。村子周围有盛产化石的龙骨山有五个洞穴，据传这里很早就出土大量动物化石，安特生等到此调查后确认这里将来必有重大发现。1921年，他约请斯丹斯基多次到这里调查采集动物化石，后来斯丹斯基在其中发现两颗人牙，安特生在1926年瑞典王储访华时公布了这个发现，周口店遗址遂引起国际学术界关注。
时任北京协和医学院解剖学系主任的步达生得此消息，积极筹划与中央地质调查所合作在周口店进行发掘，美国洛克菲勒基金会提供了周口店遗址发掘所需经费。北京协和医学院与地质调查所签署了合作发掘周口店的协议，丁文江作为周口店合作项目的名誉主持人，发掘具体事务由翁文灏和步达生协商解决。
丁文江，江苏泰兴人，毕业于英国格拉斯哥大学地质系，曾应邀担任北京市政府工商部地质科长，与章鸿钊合作创办了旨在训练青年地质人才的地质研究所。
步达生，加拿大解剖学家，1919年应邀来华任北京协和医学院教授，他负责研究安特生在辽宁、河南和甘肃等地发现的新石器时代人骨。
地质调查所地质学家李捷，瑞典古生物学家步林，技工刘德霖、谢仁甫和杨钟健先后在此主持发掘，又先后离开这里。从北京大学地质学系毕业不久的裴文中遂被委任负责周口店工地发掘。1929年12月2日，裴文中等发现了中国猿人头骨，国内外学术界为之震动。后来裴文中在鸽子堂洞发现了大批人工打制的石英制品，以及厚厚的包含被火烧过的石头、骨头和木炭等的灰烬层，从而确认北京人文化遗存的存在。1934年开始，贾兰坡主持发掘工作，先后发现多个猿人头骨和打制燧石石器。
裴文中，河北滦县人。1927年毕业于北京大学地质学系，进入中国地质调查所工作，1929年起主持周口店发掘事宜，曾赴法国深造并获博士学位，回国后在中国地质调查所新生代研究室 任研究员，之后又把研究范围扩展到中石器时代和新石器时代文化。
1949年以后历任曾任文物事业管理局博物馆处处长、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、中国科学院地学部学部委员、北京自然博物馆馆长、中国自然博物馆学会主席等职。
此外，考古人员还在意外发现的山顶洞遗址中发现了多个晚期智人头骨等人类化石、墓葬和装饰品等。抗日战争爆发导致周口店发掘工作停止，留守的三名工人被日军杀害。1941年，新生代研究室解散，为防止北京猿人化石和山顶洞人化石被日本人掠走，这些化石装箱后准备运往美国暂时保存，后来两箱化石全部丢失，至今下落不明。
在周口店遗址发掘过程中，外国学者对出土人类和动物化石做了研究。例如德日进在1928年研究周口店时发现的牙齿、下颌碎片以及部分头盖骨。德日进，法国古生物学家、宗教学家。他参加了法国传教士桑志华在鄂尔多斯等地进行的第四纪、第三纪哺乳动物化石发掘。自从周口店发现了北京猿人化石，他就与杨钟健、裴文中等对周口店遗址的哺乳动物进行了系统的研究，对中国地质古生物学，特别是对古脊椎动物学做出了杰出贡献。
当时世界上都认为最早的人类是不超过10万年的在欧洲发现的尼安德特人，而北京猿人的发现与研究一举把人类历史提前到距今50万年，极大地推动了人类起源研究。
这是指外国机构提供经费、中国学者主持的考古发掘，如西阴村遗址的发掘。
西阴村遗址，位于山西省夏县。
1923年在南开大学教授人类学的李济偶然结识了代表美国弗利尔艺术馆的毕士博，毕士博代表弗利尔艺术馆希望在中国进行科学发掘。双方就合作发掘进行了协商。李济认为：“安特生考古的工作已经证明中国北部无疑经过了一种新石器时代晚期的文化。……我们若要得一个关于这文化明了的观念，还须多数的细密的研究。这文化的来源以及它与历史期间中国文化的关系是我们所最要知道的……他所设的解释，好多还没有切实的证据。……若是要得关于两点肯定的答案，我们只有把中国境内史前的遗址完全考察一次。”1923年，美国弗利尔艺术馆又与清华大学达成合作协议合作发掘遗址。协议主要内容为：考古团由清华研究院组织；考古团的经费大部分由弗利尔艺术馆承担；报告有中英文两版：英文归弗利尔艺术馆出版，中文归清华研究院出版；所得古物归中国各处博物馆或暂存清华研究院，待中国国立博物馆成立后归国立博物馆永久保存。协议的核心内容至今仍然是中外合作考古的蓝本。
李济为了这次发掘而受聘为清华大学国学研究院讲师。1925年冬至1926年春，他与袁复礼赴山西南部调查发现三处包含彩陶的遗址，最后决定发掘西阴村遗址。这次发掘没有发现一件完整器，出土了十余万陶片和少数完整石器，还有猪骨头等兽骨，木炭、烧过的土块、琉璃、贝壳片、陶环、石环、陶球、石球、各种骨器，以及全副少年人骨一副。
这次发掘在方法上有不少创新。发掘之前在遗址的西南部确定一个基点，采用正方形探方法，在各方的交界点用木桩做记号。发明了“三点记载法”用于记录重要遗物的出土位置，即把探方的东西方向定为X，南北方向定为Y，深度为Z，测量记录遗物出土位置。采用层叠法记录所有遗物，由起点下行第一米叫作A层，第二米叫作B层。分层的厚薄，由土色及每次所动的土的容积决定。分层按上下次序用英文完成一个层叠的记载。例如，一堆器物上边标注的是B4c，其中B是由上向下人为划分的水平地层，4是探方号，c是根据土色和所发掘土层确定的分层顺序号，这个编号意味着它们是从第四方第二层的第三分层出土的，工具记载簿记录第三分层的深度在1.17~1.25米。发掘第四方收集了所发现的全部陶片。这次发掘还约请自然科学家协助研究出土遗物。
当然发掘还存在明显的不足，尽管他们已经认识到可以按照土色、土质划分地层堆积，但还是按照人工划分的水平层划分地层。探方面积过小导致他们未能判断出诸如“袋形灰坑”等遗迹现象。
出土陶片交由当时还在美国留学的梁思永研究，贝类请葛利普考订贝壳的种类，石制品请李学清进行化验分析。李济最后综合了所有研究成果，出版了名为《西阴村史前的遗存》的发掘报告。该报告分八个部分：第一部分为缘起，第二部分为挖掘的经过，第三部分为储积的内容，第四部分为遗存的大概情形，第五部分为陶片，第六部分为带彩的陶片，第七部分为石器及杂件，第八部分为结论。该报告比较完整地介绍了发掘收获和初步研究成果，是一部比较好的发掘报告。
梁思永在研究陶片时针对缺乏完整器物的情况，以陶片表面特征，即以有无彩为第一级分类标准，以陶片质地粗细为第二级分类标准，以地色、磨光和陶衣三个要素的有无及其组合为第三级分类标准，再以陶片表面颜色为第四级分类标准划分陶片，而彩陶还按照彩色和地色不同及其组合为第五级分类标准。他以上述标准对部分陶片做了分类，对各类陶片做了统计。他又把陶片分成口缘、器底、柄与把三类，对各类陶片又做了细分，以四层符号记录陶片的分类结果。以口缘型式的分类为例，第一层分类用大写罗马数字Ⅰ~Ⅳ表示，按照口缘轮廓形态将它们分四个型，如Ⅰ型，陶片线条一直延续到唇部没有任何突然中断或者角度变化；第二层分类用大写英文字母表示，按照口缘形态分成两种，A表示口缘直或者外敞，B表示口缘内敛；第三层分类用阿拉伯数字表示，按照唇部形态分成三种，如1表示唇不趋厚；第四层用小写英文字母表示，按照唇部凸起形态分成三种，如a表示唇部仅外面凸起。IA2c就是表示斜直口缘唇部薄而仅外部凸起。
用四级符号对陶片分类看似具有科学性，却使人无法从分类中直观地感觉到器物造型。
这次发掘中开创的在遗址西南角上设置总基点、记录重要遗物的出土位置“三点记载法”，收集所发现的全部陶片，以及约请自然科学家协助研究出土遗物的做法，保证了资料的科学性、完整性，以及研究结论的客观性，是今天中国考古学发掘与研究依然必须遵循的铁律。
据说山西公立图书馆、北平女子师范学院研究所曾与美国弗利尔艺术馆合作，由卫聚贤（女师代表）和董光中（弗利尔代表）负责，在山西省万泉县做调查，并发掘荆村新石器时代遗址，在该遗址发现了粟和可能是高粱的壳皮。
独立自主的发掘是指中国政府提供经费、中国学者独立主持的考古发掘，如殷墟、城子崖、良渚、宝鸡斗鸡台等遗址的发掘。
殷墟位于河南安阳。在王懿荣发现甲骨文后，罗振玉派人调查甲骨文来源后得知甲骨出自殷墟。1928年，傅斯年派董作宾到安阳小屯村调查，董作宾调查后确认小屯还有大量有字甲骨，李济遂决定在小屯发掘有字甲骨。
1928—1937年，在殷墟共进行了15次规模不等的发掘。在第三次发掘中遇到当地势力的阻挠，一度撤离到山东发掘城子崖遗址。后来在蔡元培等人的协调下，继续发掘，直到抗战爆发而停止。他们先后在11个地点总共发掘了约4.6万平方米。在殷墟范围内发掘了小屯宫殿区、侯家庄西北冈王陵区、后冈、大司空村、侯家庄南地，在殷墟外围发掘了高井台子、秋口同乐寨等。发掘过程中，在殷墟文化层上面清理了175座隋唐墓，包括著名的隋仁寿三年卜仁墓。
15次发掘出土了大量珍贵文物，包括2.5万片有字甲骨，数万件铜器、陶器、玉石器和骨角牙器和蚌器等，采集了大量人和动物骨骼。发现了大量殷代灰坑、窖穴、半地穴式房屋、大型夯土台基、水沟等遗迹，殷代的10多座大型墓葬、1000多座祭祀坑、殉葬坑和几百座小型墓葬，以及近百座战国和隋唐墓葬。前7次发掘的有关报告和研究文章发表在1929年创刊的《安阳发掘报告》上，第8次到第15次发掘的部分报告和研究文章发表在《中国考古学报》第1至第4期上。
殷墟发掘除上述收获外，还改善了发掘方法并在辨认遗迹现象方面有了很大的进步。比如第一次发掘曾把建筑基址中的夯窝误判为水流的漩涡，认为洪水源于当时离小屯颇近的黄河，提出了“殷墟漂没说”，到了第四次发掘根据地层中的各类包含物的分布证明了“殷墟漂没说”不能成立。第四次发掘还改变了过去较注重遗物而轻视遗迹的观念。第二次发掘测绘了以小屯为中心的遗址详细地形图，系统地记录和登记了发掘出的每件遗物的确切出土地点、时间、周围堆积情况和层次等，每个参加发掘的主管人员坚持写个人观察到的及田野工作中发生的情况的日记。
当然最重要的收获是第四次发掘，梁思永在他负责的后冈发掘中，发现了殷代、龙山、仰韶文化上下叠压的地层，确定了这三种文化的时代序列。从第十三次发掘开始采用“平翻法”即探访法发掘，发掘中注意建筑基址的遗留及其平面布局关系，窖穴和墓葬也用数字标出，用英文大写字母H表示灰坑，用M表示墓。
李济对殷墟发掘做过如下小结。第一，史语所考古组在安阳小屯的科学发掘结果表明，殷商的确存在有字甲骨，改变了此前一些学者对甲骨文学术价值的怀疑，动摇了许慎《说文解字》的权威性，使中国古文字研究朝新的目标发展。第二，发现了旧史学家完全不知的新资料，反映了仰韶文化、龙山文化的器形与中国最早文字史最坚实的关系。第三，这里的陶器群上承史前文化、下接西周，为研究王陵出土的青铜器提供了重要背景资料。
殷墟发掘研究成果是多方面的，揭露的遗迹、出土的各类遗物为研究殷商社会提供了无可替代的实物资料。这批资料的研究经历了漫长的岁月，有的研究是利用发掘的间歇做的，有的是在条件极为艰苦的抗战期间进行的，更多的是在李济主持之下由台湾史语所研究人员分工协作进行的。董作宾、屈万里、张秉权和李效定研究甲骨文，石璋如审核小屯田野记录，高去寻承担了梁思永关于侯家庄王陵初稿的编纂，人类学组的杨希枚负责人骨研究。李济除个人研究外，还任《中国考古报告集》的总编辑并审核定稿和出版。
殷墟发掘给中国考古学留下了很多宝贵经验，发掘中坚持绘制详细的地形图、详细地登记器物等始创于西阴村的做法，开创了写发掘日记的做法，以上三种做法是中国近代考古学走向正规化的标志之一。李济刚刚担任殷墟遗址发掘团领导职务时就跟全体同仁做了一个约定：一切出土物全属国家财产，考古组同仁绝不购买、收藏古物。
这条约定，几乎成为考古、文物、博物馆和民俗、民族学界的一条不成文法规。
城子崖遗址位于山东历城县。它是尚在齐鲁大学求学的吴金鼎等1928年自发考古调查中发现的。当史语所在殷墟发掘遇到困难时，李济根据吴金鼎提供的情况，实地调查后决定发掘该遗址。
为了保证发掘顺利进行，中央研究院与山东省政府合组山东古迹研究会并签署了合作协议，协议的核心内容是：中央研究院负责遗址的调查、发掘和研究，山东省政府负责文物保护。发掘经费原则上由双方负担，出土遗物最后留在山东古迹研究会。
李济、梁思永先后主持遗扯的发掘，参加工作的有吴金鼎、郭宝钧等。第一次发掘于1930年11月~12月进行、第二次发掘于1931年10月进行。他们把两次发掘的重要成果概括为：遗址包含上、下两个内涵不同的文化层。上层文化似为春秋战国时期的谭国都城遗址，使用青铜，有正式的文字，陶器以轮制为主。上层的出土物均似直接继承下层文化，但其中略有演变。由卜骨而知，城子崖文化与殷商文化为最直接的传承关系。
遗址下层是首次发现的一种以磨光黑陶为特征的新石器时代遗存，最初被称为“黑陶文化”，后来被命名为“龙山文化”。多位学者合作编写发掘报告，报告分七章：第一章“城子崖遗址及其发掘之经过”，第二章“城子崖地层之构成”，第三章“建筑之遗留”，第四章“陶片”，第五章“陶器”，第六章“石骨角蚌及金属制器”，第七章“墓葬与人类、兽类、鸟类之遗骨及介类之遗骨”，附录“城子崖与龙山镇”。这是中国学者撰写的第一部发掘报告，结构合理，内容完备，图文并茂，报告开创了考古发掘报告编写体例。即使用今天的眼光来看，它仍然算得上是一部上好的发掘报告。
李济对此次发掘做了高度评价：
有了城子崖的发现，我们不但替殷墟一部分文化的来源找到一个老家，对于中国黎明期文化的认识我们也得了一个新阶段。……我们至少可以说那殷商文化最重要的一个成分，原始在山东境内。这是一个很重要的线索；这关系认清楚以后，我们在殷墟殷商文化层下又找出了一只较老的文化层，完全像城子崖的黑陶文化。事实上证明殷商的文化就建筑在城子崖式的黑陶文化上。在殷墟附近的后冈我们已找到同样的证据。故城子崖下层之黑陶文化实代表中国上古文化史的一个重要的阶段。……黑陶的遗址既散布在山东及河南的东部，中心地点大约总在山东一带。它与西北部及北部的彩陶文化对峙到若何程度，尚无从知悉。但它们是两个独立的系统，在各地方的发展有早晚的不同，却是很清楚的。……要是我们能寻出城子崖的黑陶文化的演绎秩序及所及的准确范围，中国黎明期的历史就可解决一大半了。我们相信这不但是田野考古工作一个极可遵循的轨道，而它对于中国上古史的研究将成一个极重要的转点。
城子崖遗址是现代田野考古学诞生以来在中国东部首次发掘的古遗址，是有目的、有计划的学术性发掘，第一次发现了史前版筑、夯土遗迹、古城址，发掘中引入了地层学方法，绘制了地层图，创立了一套科学的、具有中国特色的田野考古工作方法。它彻底改变了中国田野考古一直由外国学者控制的局面，开创了中国田野考古的新纪元。
良渚遗址位于浙江余杭县。1936年，西湖博物馆的施昕更在良渚镇偶然发现黑陶片和石器，起初他以为这里与城子崖类似，先后三次试掘了棋盘坟等遗址。遗址出土了豆、盘、壶、鼎等陶器，以及斧、锛、刀、铲等石器。发掘中他发现，这里土色土质不同，按照水平分层的方法把所有地层分为上、中、下三层。他根据包含物推测了各层的时代：把出土黑陶和粗制琢磨石器的下文化层定为新石器时代，把出土精致琢磨石器、玉器墓葬和小部分黑陶的中文化层定为石铜兼用时代，把印纹陶、素面陶器和现代砖瓦等定为铜器至铁器时代。
施昕更把这里的黑陶与城子崖黑陶做了比较，认为它是黑陶文化在东南发展的一支。他在研究中不仅根据形态对石器做了初步分类，而且分别鉴定了石器的岩性。
斗鸡台遗址位于陕西宝鸡。北平研究院史学研究会考古组徐炳昶等在斗鸡台进行的发掘和后期整理对中国考古学而言非常重要。1934—1937年，该遗址先后做过三次发掘，发现史前文化层、秦汉时期的墓葬等遗物遗迹。参加发掘的苏秉琦随后对沟东区的80多座墓葬做了详细的整理研究。他运用类型学方法对瓦鬲的研究堪称精彩。苏秉琦从陶鬲整体、局部造型和制作工艺等入手，把陶鬲分为锥脚袋足、铲脚袋足、折足和矮脚四类，又根据各类陶鬲造型差异再细分几种，如锥脚袋足细分为a、b、c、d、e五小类，最后按照器物相似程度对它们排序，由此开创了考古器物类型学，为考古类型学的发展奠定了基础。
苏秉琦撰写的发掘报告《斗鸡台沟东区墓葬》有很多值得称道的地方，比如使用了三种不同比例的地图，指明了斗鸡台遗址位置在宝鸡的具体位置、斗鸡台遗址分布范围、斗鸡台沟东区带有等高线的探方分布图。
除上述提到的几处重要遗址的发掘外，史语所考古组还在河南浚县发掘了辛村卫国贵族墓地，在汲县山彪镇和辉县琉璃阁发掘了战国墓。北平研究院在西安发掘了唐中书省遗址，发现了宋吕大防刻唐大明宫兴庆宫图残石。梁思永在黑龙江哈尔滨昂昂溪车站附近的沙岗做了调查发掘。
夏鼐等在甘肃调查时对历史时期遗址做了小规模发掘。1947年，裴文中在甘肃调查发现了不少史前遗址，李文信在吉林、顾铁符在广东海丰等地也调查了一些史前遗址。
华西大学博物馆的葛维汉教授（美籍）和林名均教授率领考古工作队在四川广汉月亮湾进行了考古发掘，他们的工作得到了旅居日本的郭沫若的高度赞扬：“你们在汉州发现的器物，如玉璧、玉琮、玉圭均与华北、华中发现者相似。这就是古代西蜀曾与华中、华北有过文化接触的证明。”事后不少学者撰文阐述这些发现的重要价值。
这个时期中国考古学家很少发掘历史时期遗址，在成都发掘清理的王建墓是出土遗物最多的一次发掘。天成铁路局在当时被称为抚琴台的王建墓封土上挖防空洞时发现了该墓，史语所考古组、中央博物院筹备处、四川省立博物馆共同合作，于1942—1943年进行清理发掘，吴金鼎主持，冯汉骥、王振铎等参加了墓葬发掘，发掘收获由冯汉骥整理成《前蜀王建墓发掘报告》。
这个时期的考古工作主要是解决中国文明起源问题，加上“古不考三代以下”的观念根深蒂固，所以发掘集中在先秦时期的遗址或墓葬。在西北地区开展了几次调查，以中瑞西北科学考察团和中国西北科学考察团在西北地区的调查规模较大，两次调查都有一定收获。
1926年，德国汉莎航空公司计划开辟柏林到北平到上海之间的航线，委托瑞典探险家斯文·赫定考察中国西北地区。斯文·赫定到北京与当时的农商部地质调查所所长协商，因为协议有“只容中国人二人负与中国官厅接洽之义务，期限一年，即须东返；关于将来采集之历史文物，先送瑞典研究，一俟中国有相当机关再送还”等有损中国主权和声誉的条款，遭到中国学术界的强烈反对。协议经过修改后由地质调查所所长与斯文·赫定共同签署。1927年，中国学术团体协会与斯文·赫定联合组成西北科学考察团。
中瑞西北科学考察团由北京大学教务长徐炳昶和斯文·赫定分别担任中瑞双方团长，成员包括中国方面10人（都来自北京大学）、欧洲方面17人（瑞典5人、丹麦1人、德国11人）。考察内容包括地质学、地磁学、气象学、天文学、人类学、考古学、民俗学等项。中国学者黄文弼代表北京大学考古学会参加该团专门从事考古活动。考察活动于1927年5月开始，1933年结束。考察团从北京出发，对内蒙古、新疆、甘肃、青海和宁夏等地区进行了包括考古学在内的多学科综合考察。
考察团在内蒙古沿途327个地点采集到细石器，在新疆乌鲁木齐、吐鲁番、哈密等地采集到新石器时代遗物。贝格曼在额济纳河流域调查居延烽燧遗址采集到约1万支汉代简牍，在罗布淖尔、吐鲁番和塔里木盆地做考古调查和试掘。
考察结果以《斯文·赫定博士领导的中国—瑞典考察团在中国西北各省科学考察的报告》为总标题，自1937年起在斯德哥尔摩陆续出版，现已达50种。参加这次科考的黄文弼出版了《罗布淖尔考古记》介绍部分汉简资料，中国学者劳干等出版《居延汉简考释考证之部》等著作，公布他们研究出土汉简的成果。
1943年，史语所、中央博物院筹备处、中国地理研究所和北京大学文科研究所合作组建西北科学考察团。史语所的夏鼐、北京大学文科研究所的向达、阎文儒和中国地理研究所的一些专家，参加了考古工作。考察工作于1944—1945年进行，考古工作限于甘肃境内，以历史时期地面遗址的考察为主。
徐炳昶等人在邺城地区调查了石窟寺，并出版《南北响堂及其附近石刻目录》。向达、张大千、谢稚柳、史岩、石璋如等先后在敦煌进行了考察和研究。
朱希祖、朱偰父子自发地对南京和周边地区史迹做了调查和记录。朱氏父子出版了《六朝陵墓调查报告》等专著；朱偰与他人一起对金陵史迹做了实地调查，出版了《金陵古迹图考》等专著。
朱希祖，浙江海盐人，官费留学日本早稻田大学，攻史学专业。先后执教于北京大学、清华、辅仁、广州中山大学、中央大学，还曾任古物保管委员会主任。其子朱偰留学德国，执教于中央大学、南京大学，先后供职于国民政府财政部。
虽然中国早期考古调查与发掘步履蹒跚，但是发掘收获远远超过预期，当然也存在有待解决问题。
史前考古成果有三项。一是中国学者在周口店遗址发现了北京直立人用火遗迹，以及北京直立人制作和使用过的石器。二是瑞典人安特生发现并提出了“仰韶文化”的命名，消除了中国没有石器文化的说法。三是中国学者发现并提出了“龙山文化”的命名，表明中国文化植根于龙山文化，有力地回击了“中国文化西来说”。
三代考古最主要的收获是殷墟发掘，中国学者在此进行了长达9年的发掘，揭开了中国考古史上重要的一页，为研究中国古代文明提供了极为重要的资料。
陕西宝鸡沟东区墓地的发掘与研究为摸索中国考古学类型学创造了条件。除了三代考古是有明确目的的主动发掘外，其他时期的发掘是零星的、小规模的。
按照土质土色和包含物划分地层是地层学的基本原则，但是20世纪20年代在中国进行的考古发掘虽然都认识到地层土质土色不同，却没有据此划分地层，而是按照当时世界上流行的水平层位法划分地层。安特生在仰韶村发掘时，按照深度记录出土遗物，没有识别出窖穴、灰沟等遗迹及其叠压和打破关系。李济在西阴村的发掘也是采用水平层位法，把零点以下第一米作为A层，第二米为B层，依次类推。他根据土色及每次所动土的容积，把每个大层划分成若干小层，没有识别出遗迹的叠压和打破关系。周口店发掘也是按照水平层位划分地层，每深半米为一水平层，每一水平层都绘有同样比例尺的平面图，重要标本都会测量并画在平面图和剖面图上。
梁思永在1931年春秋两季主持后冈遗址发掘的过程中，发现地表下各种深浅的灰、黄、绿、黑、褐等颜色的土层，每层还包含有一种与其他两层不同的文化遗物。因此在秋季发掘结束前，他把这些地层归并为三大层。第一层以浅灰色土为主，土质比较松；第二层以绿色为主，土质紧黏；第三层以深灰色土为主，土质紧黏。第一层在第二层之上，第二层在第三层之上。梁思永根据包含物的不同，认为第一层所包含的是白陶文化（小屯文化）的遗物，第二层所包含的是黑陶文化（龙山文化）的遗物，第三层所包含的是彩陶文化（仰韶文化）的遗物。这就是考古界通常说的“后冈三叠层”。梁思永指出：“如果把地层上下的次序依考古学的基本原则‘翻译’成时间的先后，我们就可以知道后冈上在白陶文化的人居住之前，黑陶文化的人曾在那里住过，在黑陶文化的人以前，又有彩陶文化的人在那里住过，这简单的事实是城子崖黑陶文化发现后中国考古学上极重要的一个发现。”
中国考古学由此确立了地层学。
在英国接受考古学训练的夏鼐1945年在甘肃省宁定县阳洼湾清理齐家文化残墓时，发现墓葬填土中有马家窑文化彩陶，在确认墓葬没有被后期扰乱的前提下，提出了彩陶文化必定早于齐家文化的看法，纠正了安特生所谓齐家文化早于仰韶文化的错误观点。这是地层学在中国成功运用的典型范例。夏鼐此后把当时世界上最先进的田野发掘方法介绍到中国，即先用探沟法试掘，然后用网格布方进行发掘，通过保留的探方壁和关键柱显示地层堆积状况，这个方法仍被广泛运用在今日的中国考古发掘之中。
类型学是根据形态、纹样等划分遗物类型式，并按照一定原则对同类型不同式的器物排序的方法。
梁思永在整理西阴村遗址材料时也做了类型分析。不过他的分类没有体现它所代表的陶器基本形态，又没有反映不同类型陶器之间是否共存或者是否在形态上存在继承关系。
虽然蒙德柳斯的《先史考古学方法论》于1936年、1937年两次被翻译介绍到中国，大概只有苏秉琦关注此书，受此影响而常年对着陶鬲等进行反复思索，终于有了认识上的飞跃，
建立了自己的类型学。
这个时期的考古类型学有三个特点：第一，分类逐步科学化，开始利用抽象的符号表示不同的器物型式；第二，型式之间不存在演化关系；第三，分类的目的是描述，还利用类型学原理对史前文化的性质和相对年代进行推论。虽然大多数分析还停留在定性分析上，但定量分析也已经开始。
梁思永在研究龙山文化的10处遗址后，发现这些遗址出土的陶片显示出不可忽视的确定的地域差异，明确地认识到：“在两个相距遥远（空间上而言）的陶群中，个别特征的平行发生，并不建立二者间的关系。这个已为人类学家长期运用的关于文化组合的概念，我认为考古学者也尽可应用。”于是，梁思永将龙山文化划分为山东沿海区、豫北区和杭州湾区。
这是中国考古学史上最早的文化分区研究。
身在延安的尹达尝试用马克思主义观点研究中国原始社会，他在细致分析考古发掘所获可信资料的基础上探讨了中国古代氏族制度的发展进程，把我国远古社会史的研究建立在真实可靠的“无字地书”之上。
遗留问题主要是史前文化二元说。梁思永在后冈发掘中发现的所谓彩陶文化即仰韶文化在安阳地区要早于作为黑陶文化的龙山文化。李济敏锐地感觉到，黑陶遗址散布在山东及河南的东部，中心地点大约总在山东一带，而仰韶文化主要分布在中原及以西地区，龙山文化主要分布在东部沿海地区，两种文化的主要内涵和特征各不相同，他认为这个情况与古史传说中“夷东夏西”的说法基本一致，
遂提出它们分属两个不同的文化体系，两者东西对峙，仰韶文化由西向东、龙山文化由东向西发展。梁思永提出，仰韶彩陶文化自黄河上游向下游发展达到河南北部之后，自黄河下游向上游发展的龙山文化才侵入河南北部。这个问题在20世纪50年代庙底沟遗址发现仰韶文化与龙山文化属于不同时期的考古学文化，20世纪60年代在山东省泰安大汶口遗址发现龙山文化是承继大汶口文化发展而来之后，得到解决。
另一个问题是由二元对立引发的混合文化。梁思永发掘后冈遗址之后，明确了仰韶文化在地层上早于龙山文化，但是他没有意识到这是安特生没有把仰韶村出土的彩陶和黑陶分开而混在一起的情况，认为龙山文化在占领后冈之前已侵入仰韶村，它在河南有了相当的势力之后，逐渐向西发展，沿途与彩陶文化混合。这个观点一经提出便被很多人接受。这个错误认识是在解决了所谓“夷夏东西说”之后得到纠正。
这个阶段从事考古活动的学者几乎都接受过高等教育，有着很高的科学素养，自觉地运用多种手段从出土资料中提取信息，仰韶村遗址、殷墟、龙山等遗址出土的资料虽然数量不多，但是围绕出土遗物的专题研究已经开始。发掘者有意识地进行综合性研究，开展了陶器、人类骨骼、动物骨骼、石器等专题研究。
李济为了研究殷墟陶器，派人花了好几年时间用比原器大1/4的统一比例将所有标本绘图，对完整器全部进行拍照，并考虑如何研究陶器制作方法。他认为当时采用了泥条环筑法，使用了陶拍和陶砧，陶器上所留下来的任何标记——细绳纹、粗绳纹、网纹等，都必须说是纯粹偶然的，有的绳纹是模制时留下的印痕，有的是用模拟陶拍的工具滚印出来的。他邀请化学家对殷墟遗址出土的七件陶片做了测试，根据测试结果提出，白陶的化学组成与高岭土的化学组成基本相同，把它们与江西高岭土做了比较，鉴于江西高岭土没有二氧化钛，认为殷墟白陶的产地不一定相同。
苏秉琦对斗鸡台沟东区墓地出土的瓦鬲制作工艺进行了细致的观察和分析，把陶鬲类型变化与制作工艺紧密地结合在一起研究，取得了重要成果，为日后考古类型学的形成奠定了基础。夏鼐也采用西方学者的研究成果探讨了齐家文化陶器制作工艺和绳纹的成因。
业余陶瓷研究者陈万里出于兴趣爱好搜集、研究陶瓷，并认识到只靠点滴的文献史料研究是不够的，便走出书斋到窑址采集陶瓷片，自发地应用纪年墓出土文物或者依靠墓葬出土的有关文字记载，结合野外考察，研究唐代越窑。
步达生对仰韶村和沙锅屯出土的近20具人骨做了研究。他认为，新石器时代末期人种与现代华北人的体质是相同的。安特生在甘肃等史前时期遗址发现的人骨表现出明显的“东方人种”性状，甘肃史前人种与现代华北居民存在许多共同点，他称之为“原中国人”。
1935年，夏鼐到殷墟发掘团工作时，采集人骨标本已成为一种制度，所有出土的头骨、骨盆、肢骨和肩带骨如果保存良好，都要加以采集，每件在小心提取、洗刷干净和编写标本号以后，便用浸湿的麻纸糊上几层。
在殷墟所收集的殷代人头骨将近1000例，由史语所的吴定良整理和研究，他先后发表《汉族锁骨之研究（根据小屯与绣球山标本）》
、《殷代与近代颧骨容量之计算公式》
等文章。
这个阶段是中国动物考古学滥觞期，动物考古研究主要集中在对殷墟遗址出土的动物遗存进行研究。
李济把殷墟的动植物遗存分别交给新生代研究室的德日进和杨钟健鉴定研究。杨钟健对殷墟遗址出土的动物骨骼做了种属鉴定，发现其中有狗、熊、獾、虎、鲸、鼠、竹鼠、兔、马、猪、鹿、四不像等24种动物。这些动物分为三类：一类是本地野生动物，包括狸、熊、獾、虎、豹、鼠等；一类是本地饲养动物，主要有狗、羊、四不像、圣水牛、猴和殷羊；还有一类是外地引进的动物，包括鲸、象、貘和小熊。象和貘看来是从南方引进的，孔雀骨当是从南方引进的。
同时，他们还注意到不同种类动物的数量、动物群所反映的气候变迁等问题。此外还有学者对鱼骨做了鉴定分析。
应该说，他们的研究已经非常全面了，成为后来遗址出土动物骨骼研究的范例。李济在发掘城子崖遗址后，把出土的动物骨骼交给杨钟健、卞美年研究。他们对骨、角、蚌制品进行了观察分析，还对兽类、鸟类及介壳类遗物做了鉴定。
李济把西阴村发掘中得到的软体动物交给了美国学者进行研究。
这个阶段还有一项突出的研究是裴文中对周口店遗址出土的动物骨骼碎片进行的埋藏学研究。他观察的项目有动物咬痕和抓痕、化学腐蚀、水和机械作用等。
这个时期还说不上正式开始植物考古，但是对出土植物遗存的研究已经开始，可以说植物考古开始萌芽。周口店遗址发掘后，德日进把木炭状的植物及出土植物种子交给美国植物学家研究；安特生在仰韶村发掘中发现有植物印痕的陶器，交给瑞典植物学家研究，得到结论是，此印痕是水稻壳。
带字甲骨是殷墟最重要的发现，甲骨文研究成果比较丰富。《铁云藏龟》是刘鹗编纂的也是我国第一部甲骨著录书，孙诒让的《契文举例》一文拉开了甲骨学研究的序幕。罗振玉编纂了多部甲骨文汇编，如《殷虚书契》《殷虚书契菁华》《殷虚书契后编》《殷虚书契续编》，这四部书收录殷墟正式发掘前出土的甲骨资料最多。
王国维利用甲骨文探讨了商代历史、地理等，取得了前人无法比拟的成就，他的《卜辞中所见先公先王考》《续考》《殷周制度论》第一次证实《史记·殷本纪》中记载的商王世系基本可靠，推动了甲骨学研究。他把西方的科学方法与清代乾嘉学派的考据学结合起来，提出了“二重证据法”，强调地下的新材料与文献材料并重，古文字古器物学与经史之学相互表里，做到“不屈旧以就新，亦不绌新以从旧”。
郭沫若的《甲骨文字研究》和《卜辞中的古代社会》是运用甲骨文字研究商代天神上帝观念的起源、商代奴隶的名称、天文及农耕生产、贸易，以及商代生产状况的重要成果。他对商代社会组织的理论性概括开辟了用马克思主义观点进行甲骨文研究的新途径。
董作宾的《殷历谱》把数量惊人的甲骨材料和现代日期联系起来，提出贞人说，首创甲骨文断代8项标准，
后来又把断代标准扩充为10项：世系、称谓、贞人、坑位、方国、人物、事类、文法、字形、书体。他把殷墟甲骨文分为5个时期：第一，盘庚、小辛、小乙、武丁，第二，祖庚、祖甲，第三，廪辛、康丁，第四，武乙、文丁，第五，帝乙、帝辛。这篇文章的问世被誉为甲骨文研究中一件大事，使得甲骨文的研究走上新台阶。他对甲骨的整治、占卜、卜辞的文例等做了研究，发现卜甲、卜骨上卜辞行款走向的规律，使得甲骨文容易通读。
郭沫若旅居日本时对西周和东周青铜铭文做了考释，创立了标准器断代法，按照国别研究青铜器，为西周铜器研究做出了贡献。1931年，他写成了《两周金文辞大系》初版本，后来扩充为《两周金文辞大系图录考释》，为两周青铜器及铭文的研究建立了体系。
容庚的《商周彝器通考》概括、归纳了中国青铜器研究的主要成果。罗振玉的《三代吉金文存》收录了商周青铜容器、兵器、乐器等将近5000件器物的铭文，是青铜铭文集大成之作。
滕固是美术史家，他先后赴日本、德国留学攻读美术史，重视用考古类型学研究出土器物上的纹样。他曾翻译了瑞典考古学家蒙德柳斯的考古类型学专著《先史考古学方法论》，把类型学方法引入美术史，运用类型学方法研究燕下都的半规瓦当（半圆）上的兽形纹饰，把瓦当纹样与青铜器纹样进行了比较，探讨了各类纹样的源流和变化，指出这些纹样是本土纹样。
他从另一个角度揭示了中国文化是固有的而非外来的事实。