泥河湾遗址位于河北阳原县东部，桑干河北岸，石匣里乡境内，是国际标定的第四纪地层代表地点，其研究价值可与世界公认的人类起源地——东非的奥杜维峡谷相媲美，素被国内外地质和古生物工作者所公认，成为中国以至其他大陆进行地层对比的标准剖面。泥河湾标准地层记录了第三纪晚期至第四纪地球演化和生物、人类进化的历史，受到国内外地质、古生物、古人类及史前考古专家的极大关注。
泥河湾盆地，东西长60余公里，南北宽约10公里。在200多万年前，这里是一个较大的湖泊，湖泊的周围，是古动物的世界。后来，湖水干涸，湖底裸露，由于河流的侵蚀作用，干枯的“古湖平原”变成了丘陵、台地、盆地，泥河湾盆地就是其中之一。此时，盆地周围的山地森林密布，气候温暖潮湿，野生动物密集，同时也是远古人类理想的生活场所。早在20世纪二三十年代，中外科学家就在这一带发现了许多双壳蚌化石和哺乳动物化石，新中国成立后，我国地质及古生物工作者到这里多次进行考察，发现了数以百计的、种类繁多的动物化石，近年来又发现了许多旧石器时代文化遗址，在时代上，从100多万年到1万年旧石器时代早、中、晚期每个阶段的遗址都有，且内容十分丰富。其中百万年以上遗址就有18处，这在世界上是独一无二的。考察发现证明，泥河湾遗址是寻找早期人类化石的一处重要地区。河北省考古工作者把泥河湾遗址称为“旧石器考古的圣地”。一些考古工作者提起泥河湾时，都说“那里遍地都是宝”。
就以1994年《光明日报》的报道为例，我国著名地质学家和古生物学家、“北京猿人”的发现者之一贾兰坡院士和他的同事们，在泥河湾盆地小长梁遗址发现了大量的世界上最早的细小石器。这些石器都比较小，大多重在5至10克之间，最小的不足1克。可分为尖状器、刮削器、雕刻器和锥形器等类型，共约2000件。这些石器经过古地磁专家的测定，证明距今约有160万年。贾兰坡院士说，小长梁遗址年代的测定“是最详细可靠的”。而令人难以理解的是，泥河湾盆地小长梁遗址发现的这些细小石器“竟是如此之多如此之早，加工技术又如此精细、进步”，而且世界上尚未见有记录。1957年，贾兰坡院士观察了“北京人”制作石器已很进步，能使用和控制火，因而推断说，距今五六十万年前的“北京人”绝不是最早的人类，“北京人”不是第一。这次细小石器的发现，确证“泥河湾期的地层才是最早人类的脚踏地”，于是贾兰坡院士认为，在160万年前，就有如此进步的石器，证明人类起源比过去的认识要早得多，说400万年前有了人类并非夸张。
1995年8月至1998年9月，在以往发掘的基础上，河北省文物研究所和北京大学考古系合作发掘，在于家沟遗址找到了华北地区极为难得的更新世末至全新世中期的地层剖面和文化剖面，该项发掘入选1998年度“全国十大考古新发现”。其间，1996年6至8月，美国印第安大学和河北省文物研究所等单位组成的中美联合考古队，对泥河湾遗址也进行过为期两个月的发掘研究工作，获得了一大批较为珍贵的动物化石和旧石器等实物资料，进一步证实泥河湾盆地是中国人类起源的摇篮，是古人类发祥地之一，是一座有待深入研究、开发利用的巨大科学宝库和世界文化遗产。2001年10月，在泥河湾马圈沟遗址发现了层位最低、时代最早的遗址，发掘出的几百件石制品、动物骨骼，将泥河湾盆地旧石器的年代向前推进了数十万年，达到距今200万年左右。鉴于泥河湾遗址在史前文化中具有的重要地位和价值，2001年3月入选“中国20世纪100项考古大发现”，被国务院列为全国重点文物保护单位。2002年初，泥河湾地质遗迹晋升为国家级自然保护区。
