Qua nghiên cứu bước đầu, các nhà khoa học cho rằng di tích hang Đá Đen có niên đại cách ngày nay khoảng hơn 100.000 năm. Tại đây 3 lớp trầm tích văn hóa thuộc 3 giai đoạn khác nhau đã tồn tại.

Tại 3 mốc trầm tích văn hóa, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hàng trăm hiện vật là những xương răng động vật họ lợn, khỉ đuôi dài, tê giác, hươu nai, đười ươi, bộ có guốc ngón lẻ, bộ có guốc ngón chẵn, bộ có vòi, tập trung chủ yếu ở lớp trầm tích văn hóa thứ nhất và lớp trầm tích văn hóa thứ hai.

Tất cả các hiện vật này đều đang trong tình trạng hóa thạch do tác động của thời gian và môi trường.

Trong đợt khai quật lần này, các nhà khảo cổ học và các chuyên gia Pháp còn tìm thấy hiện vật hóa thạch là loài vượn người Cobosafia giai đoạn tiến hóa trở thành người khôn ngoan. Điều này chứng tỏ con người đã cư trú trên mảnh đất Tuyên Quang ngay từ thủa bình minh của loài người.

Hiện nay, Bảo tàng Tuyên Quang đang xây dựng kế hoạch bảo vệ di chỉ, đồng thời phối hợp với các nhà khoa học trong và ngoài nước tiếp tục khai quật nhằm tìm hiểu sâu hơn các hóa thạch để xác định chính xác tính chất, niên đại và môi trường sống của quần thể động vật cũng như nghiên cứu nguồn gốc con người thời tiền sử ở Tuyên Quang nói riêng, Việt Nam và khu vực Đông Nam Á nói chung.

Trên địa bàn Tuyên Quang các nhà khảo cổ học đã phát hiện hàng nghìn cổ vật của gần 10 di chỉ là những địa bàn cư trú của người nguyên thủy, chủ yếu là những trầm tích văn hóa sớm thuộc giai đoạn văn hóa Hòa Bình có niên đại từ 4.000 -12.000 năm kéo dài đến thời kỳ Hùng Vương và các giai đoạn tiếp theo.

Cho đến nay, di chỉ cổ sinh vật ở hang Đá Đen là di chỉ cổ sinh tiêu biểu nhất được tìm thấy ở Tuyên Quang.