La excavación arqueológica es la actividad tradicionalmente identificada con la ciencia arqueológica, si bien es una más de las diferentes posibilidades de intervención y conocimiento de nuestro pasado que ofrece esta disciplina.
El primer trabajo a realizar, antes de iniciar la excavación, es la documentación, lo que aportará información relativa al yacimiento, el contexto histórico y geográfico del lugar, permitiendo establecer los planteamientos previos de la intervención y planificar el equipo y los medios necesarios para llevar a cabo el trabajo. De este modo, si la excavación se va a llevar a cabo en una necrópolis islámica, en la que probablemente aparecerán restos óseos, se puede preveer un antropólogo físico en el equipo, material específico para excavación de restos humanos y para recogida de muestras y almacenaje.
Una excavación es una investigación de campo invasiva que tiene por finalidad la documentación del yacimiento arqueológico que normalmente, se encuentra oculto por una secuencia estratigráfica. El objetivo de toda excavación arqueológica es la documentación de todos los elementos que componen el yacimiento para poder obtener datos que ayuden a reconstruir la historia en ese mismo lugar en un determinado momento.
Es muy importante recoger la mayor cantidad de datos posibles de cada elemento; por esta razón es necesario documentar fotográficamente y gráficamente todo lo que aparece: muros, suelos, fosas, los restos cerámicos, etc... Por tanto, el proceso de excavación debe ser muy cuidadoso, excavando el terreno con mucho cuidado o limpiando continuamente para poder apreciar cambios en la estratigrafía.
Los yacimientos arqueológicos pasan por fases de ocupación y abandono lo que supone en la práctica la formación de una serie de estratos con vestigios culturales de cada época (cerámica, herramientas, monedas, etc...). Los arqueólogos deben documentar y excavar estos estratos en el orden inverso al cual fueron depuestos. A la misma vez asocian todos los elementos que aparecen en la excavación con el estrato en el cual fueron encontrados. Gracias al estudio de estos elementos en un contexto se puede llegar a conocer mejor el yacimiento.
Una excavación arqueológica no se entiende si no existe a la misma vez un trabajo de gabinete que ayude a procesar toda la información que se genera en la excavación. Uno de las principales ocupaciones de este gabinete es el lavado y procesamiento de los materiales cerámicos y de otra clase que se documentan en la excavación.
Toda la información que se recoge en los trabajos previos, la excavación arqueológica y el trabajo de gabinete se plasma en una memoria final de excavación que recogerá todos los datos aparecidos en el transcurso de los trabajos y las conclusiones que de ellos se derivan. Este estudio plasma los resultados científicos de la excavación, intenta comprender mejor quienes habitaron un lugar determinado, a qué se dedicaban, cómo era su vida cotidiana o como fueron enterrados.