Yukarı ve Aşağı Mağara olmak üzere iki bölümden oluşan mağara, doğal özellikleri kadar, içinde bulunan kültürel kalıntılarla da 19. yüzyılın ilk çeyreğinden başlayarak jeologların, gezginlerin ve daha sonra da arkeologların ilgisini çekmiştir.
Mağaranın Pleistosen arkeolojisi ile ilgili öneminin anlaşılması, Türkiye`de Pleistosen arkeolojisinin kurucularından olan Ş. A. Kansu`nun çalışmalarıyla ortaya çıkmıştır. Daha sonraki dönemde mağara, İstanbul`a yakınlığı dolayısıyla Prehistorya Anabilim Dalı öğrencilerinin hemen hemen her yıl ziyaret ettiği bir yer olmuştur.
İSKİ inşaatı ve mağarada 1986 yılına kadar çekildiği bilinen altı film yüzünden mağaranın yoğun olarak tahrip edilmesi nedeniyle 1986`da mağaradaki arkeolojik kazılar yeniden başlamıştır. Ancak kazı başlayana kadar mağaradaki Geç Antik Çağ ve Bizans çağı yerleşimleriyle ilgili tüm kalıntılar yok olmuş, mağarada doğal olarak bulunan sarkıt ve dikitler de kırılmıştır.
Yarımburgaz Mağarası`ndaki Pleistosen arkeolojisiyle ilgili çalışmalar 1988-1990 yılları arasında üç yıl süreyle gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sırasında sadece kültür tarihiyle ilgili çalışmalar yapılmamış, ayrıca jeomorfoloji, tafonomi ve arkeozooloji çalışmaları da yapılmıştır. Yarımburgaz kazılarında bulunan maddesel kültür ürünleri, Orta Pleistosen boyunca uzun bir süre boyunca aynı genel kültür çerçevesinde üretilmişlerdir. O dönem insanının düşünce yapısını, ekolojik çevreyle olan ilişkilerini ve doğa ile mücadelesinin kanıtı olan taş aletlerin görünümü kaba ve ilkeldir. Ancak bu aletler işlevseldirler ve planlı olarak yapılmışlardır. Dolayısıyla aletlerin yapımı sırasında teknolojik olarak ne gerekiyorsa yalnızca o yapılmıştır ve gereksiz ayrıntılara zaman ve emek harcanmamıştır.