مازندران از نظر ناهموارى‌ها از دو بخش کوهستانى در جنوب و جلگه‌اى آبرفتى در شمال تشکيل شده است. بخش جلگه‌اى منطقه که از دشت رسوبى تشکيل شده، شامل آبرفت‌ها جوان دورهٔ کواترنرى و نيز تراس‌هاى مخروط افکنه‌هاى حاصل از آنهاست.
مطالعات علمى باستان‌شناسى مازندران با حفارى غار کمربند در سال ۱۳۲۸ شمسى (۱۹۴۹ م) توسط کارلتون استانلى کون از دانشگاه فيلادلفياى آمريکا شروع و نخستين شواهد زندگى ساکنان اوليه در مازندران شناسايى شد. با حفارى اين غار ۲۸ لايه ۲۰ سانتيمتر شناسايى شد که زواياى تاريک زندگى گروه‌هاى اوليه را تا حدى روشن نمود. در ميان بقاياى به دست آمده، تعدادى قطعات سفال از دورهٔ آغاز سفال‌گرى يافت شد.
با توجه به آثار به دست آمده در اين غار مى‌توان نتيجه گرفت که اساس اقتصاد معيشتى ساکنان غار کمربند در دوران نوسنگى بدون سفال و فراپارينه سنگى بر سيستم شکار و رمه‌دارى استوار بود.
در دورهٔ بعد يعنى دورهٔ نوسنگى با سفال، ساکنان غار کمربند روش استفاده از غلات را مى‌دانستند و اين امر ازدرخشندگى بسيارى از ابزارهاى سنگى که در نتيجهٔ رسوب سيليکات موجود در ساقه گياهان و غلات در اثر استفادهٔ زياد به وجود آمده، قابل استنباط است. با توجه به آزمايشات کربن ۱۴ قديمى‌ترين دورهٔ سکونت در اين غار ۹۵۳۰ سال پيش از ميلاد تشخيص داده شد.
در سال‌هاى بعد يعنى در سال ۱۳۳۰ شمسى (۱۹۵۱ م.) پروفسور استانکى کون به منطقه بازگشت و اين بار در غار هوتو نزديک غار کمربند، حفارى باستان‌شناسى را به منظور شناسايى روند تطوّر زندگى ساکنان منطقه ادامه داد.
طى چهار گمانهٔ حفر شده در اين غار، آثار و شواهد مادى زندگى انسان از دورهٔ فراپارينه سنگى تا دورهٔ اسلامى شناسايى شد. از جملهٔ اين آثار مى‌توان به سفال‌هاى پوک و ترد نوع کمربندى و ابزار و مصنوعات سنگى و بقاياى اسکلت انسان اشاره کرد. براساس آثار به دست آمده از غار هوتو، هشت دورهٔ فرهنگى مشخص و ثبت شد.
روند مطالعات باستان‌شناسى در مازندران بعد از يک وقفهٔ ۱۶ ساله مجدداً در سال ۱۹۶۷ پيگيرى شد. در اين زمان دکتر چارلز مک برني به مازندران آمد و در غار على تپه حفارى کرد. با حفارى اين غار پيشينهٔ سکونت گروه‌هاى انسانى در مازندران داراى قدمت بيشترى شد. آثار به دست آمده از اين غار مؤيد زندگى گروه‌ها براساس شکار و جمع‌آورى استوار بود. با مطالعهٔ بقاياى استخوان حيوانات شکار شده مانند غزال، بز، گوسفند، فوک، اسب، خوک و روباه چهار دورهٔ زندگى که برپايهٔ شکار استوار بند تشخيص داده شد.
در سال ۱۳۷۹ نخستين شواهد زندگى در دشت، هم‌زمان با غارنشينى کشف شد. تپه کميشاني، سنگ تپه و طوق تپه از جمله اين محل‌هاى باستانى هستند که آثار آنها داراى قدمت ۹۰۰۰ ساله است.
با توجه به شواهد به دست آمده، دشت‌هاى شرقى مازندران خصوصاً نواحى دلتايى و مخروط افکنه‌هاى آبرفتى ناشى از رودهاى فصلى در اواخر دوران نوسنگى به صورت انبوه اشغال شده و جمعيت نسبت به دوره‌هاى قبل، رشد بسيار داشت.
گرچه هيچ‌گونه شواهدى دال بر آغاز شهرنشينى در مازندران تا کنون به دست نيامد، ولى به احتمال زياد با توجه به داده‌هاى باستان‌شناختى مطالعهٔ گوهر تپه شهرستان بهشهر در حوالى رستم کلا مى‌تواند گامى جديد در شناسايى پايان دورهٔ نوسنگى در مازندران باشد.
مازندران، به ويژه تراس‌هاى قابل سکونت نواحى کوهستانى آن، در عصر آهن به صورت گسترده مورد توجه جوامع ساکن در منطقه يا اقوام تازه وارد قرار گرفت. مطالعهٔ اين دوره در غرب مازندران در سال‌هاى پيش بسيار چشمگير است و باستان‌شناسان توانستند بقاياى تدفين و زندگى مادى اين اقوام را تا حدى مشخص نمايند. از مشخصه‌هاى اين دوره وجود سفال خاکسترى است ولى سفال قرمز براق نيز در تعيين درجهٔ پختگى هنر اين دوره قابل اهميت است.
باستان‌شناسى دوره‌هاى ماد و هخامنشى در مازندران کاملاً روشن نيست و اين امر تنها ناشى از عدم آشنايى به شاخص‌هاى فرهنگى اين دوران است. ولى با توجه به آثار به دست آمده از حفارى‌ها و کشف اشياى باستانى در غرب مازندران (از جمله جام و ظروف مختلف کلاردشت) مى‌توان پنداشت که اين آثار متعلق به حکومت‌گران محلى هم‌زمان با دورهٔ ما يا دورهٔ بعد از آن هستند.
شواهد فراوانى دال بر ازدحام جمعيت مازندران در دورهٔ اشکانى و تپه‌هاى فراوان باستانى در سراسر مازندران، گوياى اين امر است.
در دو دهه اخير عمليات باستان‌شناسى مازندران شامل گمانه‌زنى در حاشيه رودخانه تالار، تعيين حريم تپه طالقانى قائم‌شهر و شهر تاريخى فرح‌آباد ساري، تعيين حريم شهر قديم آمل و تعيين حريم تپه باستانى کلار (کلاردشت) بوده است.