無論是住居遺址的發掘或墓葬的清理工作，出土文物多半都要回到室內進行整理與分析。而室內整理工作是整個田野考古工作中最後的，同時是很重要的一個環節。調查、發掘和室內整理是一個完整的研究過程中先後銜接的三道程序。很多人都以為考古主要是在戶外進行，其實大部分的時間是花費在工作室或實驗室內。
一、遺物整理分析
從田野帶回來的東西，不外乎是成袋成箱的遺物，以及成冊的記錄；考古學家花這麼多時間在工作室中，並不是在點收這些「戰利品」，而是要將這些東西整理成有系統有意義而且可以解讀的資料。
圖一：石器標本的量測 |
首先，工作人員將沾滿塵土的遺物清洗乾淨，然後依坑的層位分門別類，並給每件標本一個編號。接著是統計各類標本的數量，記錄標本的長、寬、厚、重、形狀、顏色、材質、製作與使用與保存狀況等資料（圖一）。以陶器為例，要按地層和發掘坑位統計陶片，依質地、顏色，分成幾大類，另針對器型、紋飾分類統計。分別作出陶質陶色統計表、器物類別統計表和紋飾統計表等等。有些標本還得另外處理，例如：修補碎裂的標本、重要的標本拍照、動物骨骸等生態遺留交給專門的學者分析研究、木炭送去實驗室作測定年代等。除了處理標本之外，同時也將所有的記錄（包含文字、繪圖稿、照片等）整理成冊，以方便查詢遺物出土相關資料。
考古學家根據整理出來的數據及資料，配合其他學者對遺物精密分析的結果，以及考古學的理論，考古學家大致復原出古代人類的生活面貌。
二、 修復與保存
從遺址出土的器物中，有很多都是殘缺破碎的，考古學家要獲得遺物的完整面貌，掌握一個文化的特徵，就必須設法復原這些破碎的器物，因此修復就成為考古工作中的一項重要工作。
圖二：台中榮泉村遺址經石膏修復之高足盤（三連杯） |
首先，工作人員將屬於同一器物的破片找出來，將破片接合成器物原來的樣子，然而拼接之後並不一定是完整無缺的，此時工作人員必須將缺損的部份補綴起來，一般空缺部分按陶器形狀補上石膏（圖二）。
在拼綴對過程中，由於只有同一器物上的陶片才能拼接的上，因而要仔細地觀察每一陶片，質地、色澤、紋飾，口、肩、把、底、足、腹各個部位的特點等。經過這樣的訓練，以後見到一片陶片，就可判斷是屬於什麼器物的，什麼文化時期的。如只關注完整的器物，很難做到像拼接陶片細緻的觀察，也就很難訓練出識別的能力。
考古遺物出土時有的已相當脆弱，必須做特殊的處理，避免進一步的破損或變質。由於每件遺物的材質、製作的方式與出土的保存環境不一定相同，所以處理起來並不容易。而這樣的工作已經超越考古工作本身領域，需要保存科技專門的學者來從事，甚至有時要做實驗來了解遺物的特性，以決定遺物處理保存的方式。
三、科學的考古
隨著科技的日新月異，不同學科之間相互採借理論或技術早已是學界的常態。近年來，台灣考古學界也嘗試運用當代最新科技來協助考古工作，舉凡調查、發掘、分析到典藏都有許多科技可供考古學者應用。目前常用於室內考古工作的以定年法、遺物成分分析、古生態研究和資料運算分析等較為常見，包含的科技項目繁多；以下以四項來說明主要的室內科學考古：
1.碳十四同位素測年法（Radiocarbon Dating）
一般人看到史前遺物時，最常問的問題就是「這玩意兒是幾年前的東西」？西元1950年W.
F. Libby發明碳十四同位素測年法之前，沒有人能自信滿滿地斷言遺址上出土的文化遺物有多少年的歷史。這項測年法的發明對考古學界而言是一個重大的突破，從此考古學家可以建立史前文化的時間序列。
它的原理是，進數十萬年的大氣層中，二氧化碳的碳十四濃度基本相同，植物進行光合作用吸收大氣層中的二氧化碳，因此所有活著的植物都含有等量的碳十四。人或其他動物吃了植物後，體內碳十四含量與大氣中的碳十四基本上是平衡的。一旦生物體死亡之後，體內的碳十四不能得到補充，含放射線的碳十四會依5730±40的速率衰減一半（即所謂的「半衰期」），所以只要測出遺物中探量減少程度，就可推估生物體死亡的年代。碳十四定年法需要一套特殊的儀器，適用於距今五、六萬年範圍的年代測定。
2.陶片分析
新石器時代文化的遺址中最常發現的遺物就是陶片，而其變化速度較快，出土數量龐大，受到考古學家較大的關注，作為判定遺址所屬文化、時代分期相的重要依據。然而以往的考古學家對於陶器分析，大多將注意力放在陶片的型制、質地、顏色、硬度、厚度或紋飾上等較屬人為主觀上的分類，而少有深入地分析陶片本身的成分質地等物理化學特性的科學分析。近年來考古學者們已經開始嘗試與其他科學家合作，以儀器分析陶片的各種特性，例如：陶片的含砂量、顆粒大小、孔隙率、吸水率、所含礦物成分、燒成時的溫度、密度、硬度、等。根據這些分析結果，可以了解不同時期（同一地區不同層位）陶片成分的變化或不同地區（不同遺址，存在年代相近）陶片成分的差異，再對照其他相關的發現，或可因此推測出史前人類陶器製作技術、生態環境、文化傳播的實情。
3.孢粉分析
史前時代社會的形成和發展，與其所處的自然環環境有著極密切的關係。因此，要了解與重建史前人類的社會和生活，對其所處的自然環境的研究與瞭解就相當重要；而考古學家藉由植物學科的孢粉分析研究，獲致相當大的成果。
孢粉分析在台灣常運用於遺址的古生態研究上，如日月潭、曲冰、大竹圍和南科遺址等等。孢粉分析之所以獲得考古學家的青睞，係因孢粉分析有其研究的便利性：第一、孢粉有體積小（僅10~100μm（1μm=10-6m））、重量輕（不到10-9克）和產量大（一顆植物產生的花粉以億萬計）三大特點，而大多數的孢粉落在母體植株附近；因此地下土層和岩層中所包含的花粉，就能代表原來植物的狀況。第二、孢粉粒隨植物種類的不同，在大小、形狀和外殼的結構上（如萌發孔、外殼的分層與紋飾）都有所不同；這樣可以從孢粉化石推定其所代表的母體植株。第三、孢粉粒具有堅固的外殼，具耐酸、耐鹼及耐壓的特性，即使經過千萬年甚至億萬年，在未經強烈變質作用的沉積岩中仍能保存良好，為考證其生存年代提供良好的證據。
藉由孢粉分析，對於古代社會發展階段的狀況相當有助益。例如，對於農業文明的起源研究，由根莖類發展到榖類之栽培，可以說明古代社會文化發展的高低情形。而根據禾本科作物花粉傳播力的研究，知道作物花粉大多落在所種植的用地上，僅有少數會傳播到田地之外；所以遺址花粉研究，可以證明產生花粉的作物就在遺址附近，與史前人類耕作活動有關。
台灣地區的考古工作者和植物學家也曾合作進行孢粉研究計劃，六0年代濁大計畫埔里盆地的考古遺址孢粉分析的研究；除了瞭解埔里盆地近數千年來環境氣候變化外；由孢粉種屬的變化，也可反映出人類的開發活動的影響。距今4200年前後，原生植物轉為次生植物，孢粉中包含了大量的禾本科花粉。學者認為此一變化表示榖類農業到達日月潭的現象，當時埔里盆地群、台中盆地經孢粉分析，顯示當時的環境都是『淺水性水澤區』。而台中湖的乾涸，應是最近數千年後逐漸造成的。
4.地理資訊系統（Geographic Information
Systems）
地圖對考古學家而言是一件重要的工具，它提供了考古學家有關地點、地質、地形、水文等資訊。而台灣地區考古遺址發現的數量已近二千處，當務之急便是建立完整的台灣考古遺址資料庫。若能以電腦處理資訊的優越性能來處理地圖上的諸多訊息，那對考古學家可真是方便許多。利用近年來地理資訊系統（GIS）技術的蓬勃發展，整合成分散式地理資料庫；資料庫可以將發掘坑位的座標數值化，並可執行輸入、儲存、管理、分析、輸出等功能，這不僅使發掘工作更加精確，並可應用政府單位的大量數值地理資料，建構區域遺址分佈資料庫，除方便未來考古田野調查、發掘工作與展示規劃設計外，亦可提供環境影響評估時，文化資產類評估時之依據，避免工程規劃與文化資產的衝突性，減輕工程建設對遺址之衝擊。
四、 田野報告撰寫
撰寫報告是考古學家責無旁貸的義務。如果完成了上述的種種工作，但卻沒有完成報告，那考古工作也就不算真正的完成，考古發掘也就成為一種毫無意義的破壞。考古報告是如實地反映考古調查、發掘和室內整理研究的成果，是田野考古工作的最後總結。
凡屬進行考古發掘的，不論規模大小，也不論重要性如何，都應該出正式的發掘報告予以出版。一份完整的考古發掘報告至少應說明下列幾點：
