牛门洞遗址位于甘肃省会宁县头寨子镇牛门洞村，面积约16平方公里。东接汉岔乡阴山村；南、西面接定西县的石峡湾乡，北临宜兰公路（309国道），接铁木山。
遗址主要分布该遗址以头寨乡牛门洞村为中心，东北达西湾、灰条湾、清明湾
、中湾顶、华岔阴山等地的山梁上；北面靠中湾村，与大地梁遗址相连；西北面接喜坪村，与铁木山遗址相邻；西南面接定西县石峡湾乡，沿山梁可与大泉湾梁遗址相接。遗址重点为墓葬区，多分布于山梁的缓坡地带。面积约40万平方米。文化层厚1—2米，遗址显示有墓葬、地穴、灰坑、烧土、炭屑、白灰面、骨类、陶器、石器、玉器等。
遗址地表暴露有大量的残迹陶片，从出土遗物看，该遗址从马家窑文化一直延续到齐家文化，其中又以半山类型的彩陶出土为最多。遗址墓葬分为仰身直肢葬，少数为侧身屈肢葬。一般葬场有生活用品的陶具和石器随葬品。
遗址发现1920年当地秦安移民垦荒时首次出土彩陶罐。由于当时会宁文化落后，缺
乏研究人才，加之交通不便，住处闭塞，按照国际惯例先发现先命名的命名法则，本应将新石器这一时期的文化命名为牛门洞文化，而由瑞典地质学家兼考古学家安特生及其助手于1924年在临洮马家窑进行挖掘并发现了新石器时代的彩陶，从而马家窑抢在了前面，获得了命名权。而比马家窑出土文物早五年的牛门洞与命名权擦肩而过，终为憾事。
牛门洞在1975年大搞农田基本建设时，发现在上述山梁深1米处，每间隔1米，即有墓穴，内有大量壶、瓮、罐、钵盆等彩陶及骨球、石器、刮削器、纺轮等随葬品；并在生活区出土大量陶器，制罐工具、生活用具、石祖、石、权杖头等。文化层厚1—2米。
文化类型牛门洞文化仅为零量出土，没有进行大规模的科学考察和系统的挖掘清理，其代表精品有蛙纹双耳彩陶罐，绳纹素陶罐，细颈侈口蓝纹红陶罐，高颈蓝纹双耳罐，高颈蓝纹瓶，灰陶盆红陶鬲，三孔石刀等。
经鉴定，牛门洞为仰韶文化石岭下类型，马家窑文化马家窑、半山、马厂类型、齐家文化、寺洼文化、辛店文化等类型并存的新石器、青铜器时代遗址。范围之广，跨代之长，在甘肃史前遗址都是首屈一指的。
遗址保护1982年8月4日会宁县人民政府025号文件通知列为县级文物保护单位。1998年列为省级文物保护单位。2006年7月列为国家级文物保护单位。
