La sierra de Atapuerca es un gran complejo kárstico formado por el agua con un desarrollo de casi 4 km. Las diferentes oquedades formadas en la roca caliza a lo largo de los siglos fueron aprovechadas por grupos humanos para asentarse y, posteriormente, fueron colmatadas por diferentes tipos de sedimentos.

 

Gracias a la excavación de la trinchera del ferrocarril minero, parte de estas cavidades quedaron al descubierto siendo otras exploradas por el Grupo Espeleológico Edelweis. Después de varias incursiones realizadas por distintas personas, es el paleontólogo Emiliano Aguirre quien realiza un proyecto de investigación sobre los yacimientos y pide permiso para excavar en el año 1978. Emiliano Aguirre dirigirá las excavaciones hasta el año 1990 en que se jubila y cede la dirección a Juan Luis Arsuaga, José María Bermúdez de Castro y Eudald Carbonell.

Los trabajos de excavación se han llevado a cabo en 10 yacimientos distintos. Tres de ellos se sitúan al aire libre: Valle de las Orquídeas, Hundidero y Hotel California; y otros siete en cuevas, siendo éstos últimos los más conocidos y los que han supuesto hallazgos de mayor importancia: Sima del Elefante, Galería, Gran Dolina, Portalón, Galería del Sílex, Sima de los Huesos y Cueva del Mirador.

Lo hallazgos más importantes hasta ahora han sido: industria lítica descubierta en Gran Dolina con una antigüedad de 900.000 años, cráneos de Homo Heidelbergensis en la Sima de los Huesos, restos de Homo Antecessor, una nueva especie encontrada en Gran Dolina con 800.000 años de antigüedad, y una pieza lítica de 1.200.000 años hallada en Sima de los Elefantes.