该遗址涉及的地域范围相当大，比较集中的地点是在孔雀河进入罗布泊湖的三角洲地带、孔雀河下游小河附近、楼兰古城遗址附近。从1900年至1987年期间，外国探险家、中外联合科学考察团、新疆考古研究所多次到罗布泊地区探险、考察、发掘，采集到大批石器时代的标本，计有细石核、小石叶、柳叶形矛头、石镞、石斧、玉斧、石片等。与细石器并存的还有夹砂粗褐陶片、晚期铜器和汉代文物。罗布泊细石器遗址地区，均处在杳无人烟的干旱荒漠地带，但从采集到的大批实物资料表明，在石器时代，罗布泊周围和孔雀河下游地区曾经有不少先民活动，和当前荒原景象是完全不相同的。