1921年，法国天主教神甫文森特在阳原泥河湾村发现中国最古老的野牛头骨化石之后，泥河湾这个不起眼的名称便很快走出国界，引起世界古地理学、古生物学、古人类学、古环境学以及旧石器考古学专家们的高度关注。经过近百年的发掘与研究，泥河湾作为世界上罕见的巨大科学宝库，中国乃至世界第四纪地质、哺乳动物、古人类和旧石器时代考古研究的经典地区，向世人发出了这样的信息，距今200万年以来，人类在这里发展，完成了直立人向智人及现代人的进化。泥河湾由于考古证据和历史轨迹确凿而清晰，被世人称为东方人类的摇篮。
泥河湾的科学含义及成因
说起泥河湾，人们自然会想到阳原县的泥河湾村。然而，科学界对泥河湾的定义却不仅仅是指地名意义上的阳原县泥河湾村。1924年，英国地质学家巴尔博将富含第四纪河湖相沉积物的桑干河岸地层命名为“泥河湾层”之后，泥河湾一词就被赋予科学含义。随着考察、发掘和研究工作的进行，泥河湾科学概念的准确表述被确定为：“泥河湾在空间上可以看作是阳原盆地、蔚县盆地大同盆地以及有泥河湾层的涿鹿盆地和怀来盆地的地理综合；在时间上可以看作为整个旧石器时代一直到新石器时代的全过程。”一般意义上的泥河湾，是指包括阳原、蔚县、大同、涿鹿、怀来和宣化盆地在内的桑干河流域。
科学界把桑干河流域统称为泥河湾，是由桑干河流域的历史所决定的。远古时期，喜马拉雅运动的同时，如今的桑干河流域处于燕山运动、加里东运动、喜马拉雅运动应力结合与转换的地带上，来自三个不同方向的强力挤压、扭曲，使得地层纷纷断裂，一些断块被挤压得下陷，一些断块又被挤压得抬升，这就“造成了断陷盆地与地垒山地相间隔的地貌格局”（夏正楷、刘锡清《泥河湾层古地理环境的初步认识》）。盆地的形成，控制了区域内的水系发育，使多数盆地形成了大大小小串珠式的淡水古湖，断陷盆地中央“镶嵌着地垒山地——熊耳山”（夏正楷、刘锡清《泥河湾层古地理环境的初步认识》）。熊耳山将一个巨大三角形盆地分隔成“品”字形的三个古湖，这就是熊耳山东南横跨如今河北省与北京市的“涿鹿古湖”，其水面包括了涿鹿县、怀来县、延庆县等地域；熊耳山以北横跨河北、山西两省的“张家口古湖”，面积包括了如今宣化、万全、怀安、天镇、阳高诸县地域；熊耳山西南的“大同古湖”也同样“横跨山西、河北两省，包括今山西省的大同、怀仁、山阴、应县、朔县、浑源、阳高、广灵、和河北省的阳原、蔚县的大部分或一部分，面积达九千多平方公里”（卫奇、张畅耕、解廷琦《“大同湖”——雁北历史上的一个湖泊》）。那时，三个湖边生活着“第三纪残留下来的三趾马和蹄兔；也有第四纪的标准属，如野牛、三门马、纳玛象、步氏大角鹿、巨骆驼、四不象鹿、板齿犀；还有刺猬、短耳兔、丁氏鼢鼠、直隶狼、狸、熊、肿颚貂、桑氏水獭、獾、中国鬣狗、泥河湾剑齿虎、新猎豹、李氏野猪、角麂、翁氏转角羚羊、山东绵羊等。湖里生活着泥河湾多刺鱼和鲤鱼。湖的浅水域栖息着大量的丽蚌、蚬、螺等软体动物”（ 卫奇、张畅耕、解廷琦：《“大同湖”——雁北历史上的一个湖泊》）。“当时这一带的植物种类有：冷杉、云杉、松、雪松、铁杉、落叶松、榆、柳、榛、木犀科、麻黄、蒿、葎草、唐松草、莎草、禾本科、菊科、藜科、毛茛科、伞形科、蓼科、唇形科、石竹科、 牛儿苗科、川续断科、水龙骨科等”（卫奇《“许家窑人”的生活环境》）。
进化中的人类，进入中国这个地理单元后，盲无目的地四散迁徙，无奈地接受着大自然无情的选择。纵观当时的中国，第四纪以来，青藏高原不断隆起，使得最初的人类在那里根本无法生存；而中国的南方，则又由于比较接近于赤道及南部海洋，不仅气候炎热，而且在暖湿气流的作用下，雨量充沛，到处是湖泽，因而蚊蝇肆虐，瘴疠横行，风暴频繁，早期人类也很难生存；北亚及“中国北部比较寒冷，内蒙古等地又比较干燥；西部地势高亢且距海洋甚远，既寒冷又干燥”（ 严文明《炎黄传说与炎黄文化》），不适宜早期人类的生存繁衍。当他们迁徙到自然条件恶劣、不利于生存的地域中后，不得不与恶劣的自然条件抗争，有的在与自然的抗争中丧命，甚至灭绝。有的继续迁徙，寻找适合生存的地域。他们最终来到了桑干河流域的山间断陷盆地。当时，这里气候温和，各种动植物种属繁多，既有充足的淡水资源，又可依山生存而避受水害，当古人类一经迁徙到此，便得到了较为理想的生存和发展条件。因此，这一地域便成为世界人类发展史上一个著名的母体地域。
据考古证实，迄今为止，全国100万年以上的旧石器时代遗址有30处，而桑干河流域就有25处之多，占全国的83.3％。纵观全国旧石器、新石器遗址情况。除桑干河流域外，其它地方有早期遗址的无中晚期遗址，有中晚期遗址的又无早期遗址。有早期遗址无中晚期遗址者，说明古人类在此不是被无情的大自然吞没，就是无法忍受这里恶劣的自然条件而远走他乡。有中晚期遗址无早期遗址者，明确地告诉我们，这里的人类是从别处迁徙而来。唯有桑干河流域及其邻近地区的遗址，构成了完整的人类进化发展序列。这就是泥河湾这一称谓涵盖桑干河流域的根本原因。
泥河湾发掘研究的过程
泥河湾的考古研究工作虽然进行了90多年，发现发掘早期人类文化遗址111处，但除阳原盆地之外，其它地方还未进行过系统的发掘研究。然而，就是阳原盆地的局部考古研究，在国际学术界也占有十分显要的位置。其历史文化研究情况，大体可分为3个阶段。
一、第四纪地质古生物研究时期
这一阶段（1921——1964年）历时44年。这一时期的主要成果是泥河湾被发现并命名；泥河湾是否存在远古人类被世界学术界重视。
1921年，法国古生物学家桑志华发表著名的《向传教士呼吁书》，号召华北的传教士们为即将在天津创建的北疆博物院提供古生物化石标本。1924年，泥河湾天主教堂神甫文森特把泥河湾一带的象、犀、牛、鹿和丽蚌化石交给法国著名古生物学家德日进。
1924年9月，桑志华陪同英国地质学家巴尔博对泥河湾进行地质调查。他在中国地质学会会刊发表地质勘查报告中，将泥河湾一带第三纪上新统的三趾马红土之上、第四纪上更新统的马兰黄土之下广泛发育的河湖柏地层命名为泥河湾层。
1924～1929年，桑志华、巴尔博、德日进先后对泥河湾进行科学考察和动物化石采集、发掘，并取得巨大成果，为泥河湾的深入研究奠定了坚实基础。
1930年，德日进、皮韦托编著的《泥河湾哺乳动物化石》一书出版，记述了泥河湾层的43种哺乳动物化石，确立了震惊世界科学界的泥河湾哺乳动物群，成为泥河湾研究更加注目的标志。
1935年，法国著名考古学家步日耶根据泥河湾“粗糙的手斧”特征，推断泥河湾一带曾有过古人类。中国北京猿人头骨的发现者、旧石器考古学家裴文中，1937年在《史前考古学基础》一书中提出，中国猿人以前人类有发现之可能的地方就是泥河湾。
1948年，中国著名学者杨钏健正式向第十八届国际地质大会提出，将泥河湾列为早更新世的标准地层。
1953年，北京大学地质地理系地貌、地震和古生物等专业，在大同盆地和阳原盆地进行的教学实习和科研工作，为泥河湾研究揭开新的一页。
1954年召开的纪念中国猿人发现25周年大会上，中国地质工作者对泥河湾层的地质时代取得一致意见。泥河湾层成为中国北方，特别是华北地区第四纪初期（早更新世）的标准地层。
1957年，长期主持周口店发掘研究的考古学家贾兰坡和他的学生王建，发表《泥河湾期的地层才是最早人类的脚踏地》的论文，明确提出：“我们可以肯定地说：泥河湾已有人类及其文化的存在。但我们无法说明泥河湾的人类是个什么样子，而只能笼统地说：泥河湾期的人类化石和石器要原始得多。”这一旗帜鲜明的观点和大胆而科学和推测，提示人们去泥河湾寻找更古老的人类遗址。从此，泥河湾吸引了一批又一批的中外科学家进行考古发掘和科学研究。
二、旧石器时代考古研究的发展时期
这一阶段（1965——1989年）历时25年。主要特点是：旧石器考古调查、发掘和研究工作蓬勃发展，并取得显著成就；新的考古发掘技术开始尝试，碳-14年代测定法、铀系法、古地磁年代测定手段，开始应用于考古遗址的分析研究。
1965年，王择义和王向前、武文杰在阳原盆地中部虎头梁一带发现两处旧石器时代晚期文化遗址，第一次发现古人类活动的考古证据。
1972～1974年，盖培、卫奇发现距今11600年的虎头梁遗址群。大量旧石器晚期的文化遗物表明，这里是细石器文化走出亚洲，经白令海峡陆桥至北美，形成一个马蹄形文化带的起点。
1973～1977年，贾兰坡、卫奇等发现并发掘距今10万年的许家窑～侯家窑遗址，得到了丰富的石制品和哺乳动物化石。研究表明，此为北京猿人文化的继承者，属环渤海地域旧石器时代中期颇具特色的文化。其意义在于将早期的北京猿人文化和晚期的峙峪文化联结起来，充当了过渡桥梁。
1978年，中科院双古所尤玉柱、汤英俊、李毅发现距今约136万年的小长梁遗址。在国内学术界产生极大影响，坚定了人们在更古老的地层中寻找古人类遗迹的信心。
1981年、1983年、1984年、1987年，卫奇又先后发现麻地沟A、西沟、马梁、山神庙嘴、麻地沟B和麻地沟C遗址。
1984～1989年，谢飞、成胜泉先后发现了益堵泉、岑家湾、板井子等旧石器时代遗址28处。泥河湾旧石器时代早、中、晚期遗址的考古发现，形成一个不间断的发展序列，不但成为中国旧石器时代考古的重要地区，丰富了旧石器文化的内容，而且有力地推进了全国旧石器文化发展序列的完善。
三、旧石器时代考古研究的辉煌时期
这一阶段（1990～2005年）历时15年。主要特点是：中美考古合作项目得以实施，新的发掘技术得到全面推广，研究水平明显提高；石制品拼合研究取得较大突破，遗址的埋藏环境、人类行为学研究得到重视；更古老的文化遗存被发现，人类的活动历史追溯到距今约200万年；新旧石器时代过渡这一重大学术课题取得初步成果；国家重点文物保护单位泥河湾遗址群的保护工作受到重视。
1990年7月，谢飞主持飞梁遗址的发掘。正在泥河湾进行考察的美国学者参加并指导了发掘工作。
1990～1992年，中科院双古所、河北省文物研究所与美国伯克利加州大学、印第安纳大学、犹他大学合作考古发掘研究项目落户泥河湾。贾兰坡、柯德曼两位世界重量级知名学者担任队长，经验丰富的卫奇具体主持田野发掘和室内研究工作，对东谷坨、飞梁、岑家湾等遗址进行了有计划的发掘，获得大量的石制品和动物化石。双方一致认为：“对于中国乃至整个东亚，泥河湾盆地不仅在更新世动物群方面，而且在考古证据方面无疑是一个非常重要的材料丰富的地区。目前，泥河湾盆地对于确立古人类在此栖居，特别是更新世早期和后期具有很大的希望。”1996年，河北省文物研究所和美国学者再次合作发掘飞梁遗址。
1993年，完成马圈沟遗址的第一次发掘工作。马圈沟遗址层位比小长梁和半山遗址低约24米，是当时层位最低、时代最古老的文化遗存。发现与研究受到学术界普遍关注，美国学者布郎对马圈沟遗址地质剖面的古地磁年代测定数据显示，它的年代早于距今180万年或接近200万年。
2001年夏季，李珺、成胜泉在参加卫奇主持的东谷坨遗址发掘过程中，在马圈沟遗址切制地层剖面发现石制品和动物遗骨，马圈沟第二文化层得到肯定。是年秋季，谢飞、李珺等又发掘马圈沟第三文化层，发现人类肢解大象，刮肉取食、敲骨吸髓的进餐场景和草原猛犸象的众多足迹坑，其中保存较好的有66个。大多数学者认为，马圈沟第三文化层的年代应该接近或超过距今200万年。朱日祥等人对马圈沟地层剖面进行古地磁年代测定，得出第三文化层的年代为距今166万年的结论。厦门大学教授蔡保全运用生物地层学方法研究，认为第三文化层的年代早于距今180万年，有可能达到200万年。马圈沟遗址年代学的进一步研究，其科学意义是难以估量的。北京大学教授、考古学家吕遵谔认为：“目前来说，泥河湾内的马圈沟是中国发现最早、内容最丰富、最靠得住的遗址，距今160万年至200万年。”这个发现提供了东亚大陆最古老的人类生存的证据，这使得人们将泥河湾盆地与因发现175万年前人类化石而闻名世界的东非奥杜维峡谷相联系，泥河湾开始被称为“东方奥杜维”。
新旧石器时代过渡是一个具有十分重要意义的学术课题。在这一时期，河北省文物研究所和北京大学在于家沟、马鞍山、瓜地梁、姜家梁等遗址进行的一系列考古发掘，为这一课题的研究提供了弥足珍贵的资料。给人们的初步印象是，这里的制陶业发生在距今1.16万年以前；制陶业出现前后，可能出现了畜牧业；这里的旧石器时代晚期的细石器工业直接参与了当地的农业革命，在新旧石器时代过渡进程中，曾经起到过重要作用。
在泥河湾考古过程中，石制品的拼合研究及所取得的成绩是这一时期的亮点，也是中国旧石器研究方法上的重大突破。这项研究首先用于旧石器时代早期的岑家湾遗址。1986年，出土石制品的拼合率是14.6%。1992年，出土石制品的拼合率是9.5%。两次出土的石制品放在一起，拼合率为33.4%。同时，利用石制品拼合资料及其他考古信息，初步建立起岑家湾遗址的形成环境模式和人类行为模式。之后，飞梁、东谷坨、马圈沟等遗址的拼合研究同样取得可喜的成果。
泥河湾是全世界古人类遗址分布最为密集的地区之一。从地貌上看，在盆地东西南北中的不同区域几乎都有发现；从地质时代上看，有早更新世的，中更新世的和晚更新世的；从文化时代上看，从距今200万年至1万年都有发现。文化遗存密度之高，年代之久远，不仅在国内绝无仅有，在世界上也极为罕见。可以说，泥河湾是东方的“奥杜维”，东方人类从这里走来。
走出泥河湾的古人类
泥河湾的考古研究证明，旧石器时代，桑干河流域古人类的石器制造技术领先其它地域数十万年；细石器时代，这里的石器制造技术领先其它地域数万年；新石器时代，这里的制陶技术领先其它地域数二三千年。这无疑告诉我们这样一个事实，其它地域的文化之根在桑干河流域。
无论古今，人类的本性都是喜欢安居的。没有重大的历史事件逼迫，人类是不会为谋生存而长途迁徙。那么，世世代代生活在桑干河流域的古人类是什么时候，又是什么原因离开这片故土，远走他乡的呢？这就得从桑干河流域地质构造和第四纪大冰期的出现说起了。
中国地质学家依据东北第四纪地层孢粉资料以及东海、福建晋江市深沪湾晚更新世牡蛎贝壳海滩岩沉积研究，证实在距今7万年至5万年之间 有一个亚冰期；距今29000年至11000之间，又有一个亚冰期出现。两次冰期中，由于极地冰盖的扩大，南北半球邻近极地的高山地区出现冰川，造成了两次大的海退，“前者达到70米以下的深度，后者更达到退155米的深度”。至今，桑干河流域的许多地方，如梨益沟、漫流堡、温泉屯、雀儿沟等地方，依然有冰缘融冻褶皱存在。阳原虎头梁冰缘海拔910米，“取距地表约两米处融冻褶皱中钙质结核表面的钙质膜壳作14C测定，年代为B·p27675±745年（《华北更新世最后冰期以来的气候变迁》）。”两次冰期中，地处北纬39度以北的桑干河流域，雪线降低，冰川出现，“大同”、“涿鹿”、“张家口”三个古湖长期处于结冰状态，植物生长及动物繁衍受得了前所未有的摧残，古人类狩猎和畜禽饲养遇到了极大的困难，生存条件恶化，生命受到了极大威胁。在这种条件下，一部分古人类被迫离开了他们世代繁衍的桑干河流域，向四处迁徙。
更为严重的是，大约在距今三万年，印度板块向北推移的力量加强，由此而造成了华北一带地壳发生大断裂，如太行山大断裂，恒山大断裂，中条山大断裂等。桑干河流域呈“品”字形分布的三大内陆淡水古湖的“门栏”，由很薄弱的山梁连接。剧烈的构造运动，使熊耳山与龙门山之间、熊耳山与鸡鸣山之间、军都山与灵山之间的薄弱山体断裂，致使大量湖水下泄成灾。为了寻找生存条件较好的地方，很多人又一次迁徙它处，形成了由桑干河流域不断向四周的大迁徙。
中国境内的“黄龙人”、“离江人”、“和顺人”、“峙峪人”、“左镇人”、“新泰人”、“建平人”等，都是古人类由桑干河流域迁徙后形成的。
这一点，也被考古研究所证实。1922年，R·C·安德鲁斯率领的美国中亚考察队从张家口出发，“在蒙古高原上发现了极为丰富的石器时代遗存，共找到122处遗址，”“文化遗物有石核、石片、细石核、细石叶、石钻、砍砸器、边刮器、石矛或石刀、端刮器、三角形石镞”等。其锥形、柱形和楔形细石核，精致的细石叶、端刮器、石钻等风格，“被认为同日本北海道的同类制品非常相似”，“大体上相当于华北细石叶传统发展的晚期阶段”；西伯利亚东部与华北风格一致的细石器“与华北细石叶技术中期和晚期的发展阶段相当”；北美洲细石器“一直从阿拉斯加北端分布到美国华盛顿州的哥伦比亚河流域”，“在阿拉斯加延续时间，大约为距今11000至8000年”；日本北海道出土的早期细石器、船形石核、小石叶等，“水和法测定为距今17000年”。
综上所述，桑干河流域由于独特的自然地理条件，不仅给古人类提供了优越的生存条件，成为黄色人种形成的主要地域。而且在这里创造了更高一级的古文化，使这一地域成为了中华文化、中华文明的发祥地。
