泥河湾遗址群南北以群山山前为界，西至山西省界，东至宣化县界，东西长约70千米、南北宽约15千米。在这一范围内，分布旧石器时代遗址及化石点七十余处。

马圈沟遗址位于阳原县大田洼乡岑家湾村西南。为迄今在泥河湾盆地发现年代最早的旧石器遗址。遗址分为三个文化层，第三文化层的年代接近距今200万年。该遗址发现了大量的石制品、动物化石等遗物。更为重要的是发现并清理出了古人肢解动物的遗迹和大象的脚印。

小长梁遗址位于阳原县大田洼乡官厅村西北100米处，据古地磁测定，该遗址的年代距今约100万年，考古学年代为旧石器时代早期。遗址南北长200米、东西宽100米。文化层厚约7米，分二层。1978年始调查发掘，出土遗物以石器为主，包括石核、石片等八百余件。石器以刮削器为主，此外还有骨片，哺乳动物化石有鬣狗、三趾马、三门马、腔齿犀、古菱齿象、羚羊等。小长梁遗址是泥河湾遗址群中年代较早的（晚于马圈沟下层）旧石器文化遗存。

东谷坨遗址位于阳原县大田洼乡东谷坨村西北1000米的山坡陡崖处，桑干河南岸，面积8400平方米。1981年调查并试掘，出土石器一千一百八十三件。石器有砍研器、刮削器、石石器，石制品有石核、石片。哺乳动物牙齿化石有中华盼鼠、狼、熊、古菱齿象、三门马、披毛犀、野牛、羚羊等。据古地磁测定及对地层、哺乳动物化石等方面的分析，遗址的年代为距今100万年，地质时代为早更新世之末。东谷坨遗址是泥河湾遗址群中年代较早的旧石器文化遗存，其相对年代与小长梁相近，晚于马圈沟下层。

侯家窑遗址位于阳原县泥河湾盆地西缘侯家窑村梨益沟西岸的断崖上，西土的石器和动物化石极其丰富。石器类型复杂，有刮削器、尖状器、雕刻器、石钻和数量较多的石球。石器中的许多类型在周口店北京猿人遗址中可以见到。动物化石有驼鸟、鼠兔、虎、野马、野驴、披毛犀、赤鹿、河套大角鹿、扭角羊、野猪等，其中以野马、披毛犀和羚羊化石数量最多。侯家窑遗址最重要的是发现了距今10万年的人骨化石，包括顶骨、枕骨、臼齿和上颌骨，至少代表十几个男女的个体。侯家窑人顶骨很厚，可达1厘米以上，牙齿粗大，冠状沟纹和北京人具有相似之处，但头骨较北京人进步。侯家窑遗址属旧石器时代中期的一处重要遗址，为研究原始社会人类发展提供了重要资料。

虎头梁遗址位于阳原县东六马坊、桑干河流域虎头梁村二级台地上。其年代为旧石器时代晚期，距今约1.05万年。自1965年始先后三次发掘，出土石器有盘状石核、模状石核、石叶、柱状石核、尖状器、砍砸器、刮削器等。虎头梁遗址是旧石器晚期遗址。因其发现早，影响大，对研究旧石器向新石器的过渡，陶器和农业的起源都有非常重要的意义。

泥河湾遗址群是中国以至世界上独具特色的旧石器考古研究基地，泥河湾将在河北省的社会发展中体现其科学的、精神的和经济的价值。中国发现100万年前更新世旧石器时代遗址16处，而泥河湾遗址群就占其中的12处。不仅如此，泥河湾遗址群内含有丰富的哺乳动物化石，为研究古人类学、旧石器时代考古学、古生物学、第四纪地质学、古地理学、古气候和年代测定学提供了丰富的资料，成为“天然博物馆”，是独具特色的泥河湾文化旅游热线。泥河湾遗址群的保护和开发，不仅对人类考古研究有重要意义，而且对于推动当地经济发展有巨大带动作用。这里被誉为旧石器时代考古的圣地。

2001年6月25日，泥河湾遗址群被中华人民共和国国务院公布为第五批全国重点文物保护单位。

2021年10月18日，泥河湾遗址群被评为“百年百大考古发现”。

2021年10月12日，泥河湾遗址群入选国家文物局《大遗址保护利用“十四五”专项规划》“十四五”时期大遗址”名单。

2021年12月，泥河湾遗址群入选“河北百年百项重要考古发现”名单。

泥河湾遗址群位于河北省阳原县阳原盆地泥河湾层分布区。

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