La arqueología es fundamentalmente una ciencia histórica, que abarca los objetivos generales de reconstruir, interpretar y comprender las sociedades humanas del pasado. Los perspicaces comentarios de Isaiah Berlin sobre las dificultades inherentes a la práctica de la «historia científica» son especialmente apropiados para la arqueología. Los profesionales de la arqueología se encuentran aliados (a menudo simultáneamente) con los profesionales de las ciencias naturales, las ciencias sociales y las humanidades en el proyecto de escribir la historia. En Estados Unidos, la arqueología se desarrolló dentro de la disciplina de la antropología como ciencia social, aportando una dimensión explícitamente histórica a la investigación antropológica. En Europa, la arqueología está más estrechamente vinculada a actividades humanísticas como los clásicos, la filología y la historia del arte. En las últimas décadas del siglo XX, esta marcada distinción en la formación y los estudios arqueológicos comenzó a difuminarse a medida que la práctica de la arqueología se hacía cada vez más global y se aceleraba la comunicación continua entre los arqueólogos a través de las fronteras nacionales y regionales.
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Los arqueólogos despliegan las técnicas de análisis de muchas disciplinas científicas -botánica, química, informática, ecología, biología evolutiva, genética, geología y estadística, entre otras- para recuperar e interpretar los restos materiales de las actividades humanas del pasado. Pero, al igual que los historiadores, los arqueólogos intentan reconstruir los acontecimientos y procesos que dieron forma y transformaron las sociedades del pasado y, siempre que sea posible, comprender cómo los humanos percibieron y afectaron esos acontecimientos y procesos. Para lograr esta comprensión se necesitan ideas sobre cómo se forman los individuos y las sociedades y cómo interactúan, ideas que los arqueólogos han extraído con frecuencia de disciplinas humanísticas y de ciencias sociales como la filosofía, la psicología, la sociología y la antropología cultural. En este sentido, la arqueología es un esfuerzo intelectual singularmente híbrido que requiere el conocimiento de un conjunto ecléctico y amplio de métodos analíticos y teorías sociales para escribir la historia de las sociedades del pasado.
La arqueología difiere del estudio de la historia principalmente en la fuente de la información utilizada para reconstruir e interpretar el pasado. Los historiadores se concentran específicamente en las pruebas de los textos escritos, mientras que los arqueólogos examinan directamente todos los aspectos de la cultura material de una sociedad -su arquitectura, arte y artefactos, incluidos los textos-, los objetos materiales fabricados, utilizados y desechados por los seres humanos. Por ello, la arqueología, a diferencia de la historia, toma como objeto de estudio todas las sociedades humanas del pasado, ya sean prealfabetas (prehistóricas), analfabetas o alfabetizadas. El conocimiento de las sociedades prehistóricas es un ámbito exclusivo de la arqueología y de las ciencias naturales afines que, a falta de registros escritos, pueden generar información sobre los contextos ambientales y culturales de las sociedades antiguas. Reconstruir el mundo material de las sociedades del pasado de la forma más completa posible es el objetivo próximo de la arqueología; interpretar el significado histórico y cultural de ese mundo material es el objetivo último de la arqueología.
Para documentar e interpretar sistemáticamente los restos materiales de las sociedades del pasado, los arqueólogos han desarrollado un conjunto común de métodos y procedimientos. Estos incluyen la prospección arqueológica (reconocimiento), la excavación y el análisis detallado de los artefactos recuperados. El reconocimiento, o el descubrimiento y registro de yacimientos arqueológicos u otros elementos creados por el hombre, como carreteras y sistemas de riego, suele ser la primera fase de la investigación arqueológica. La prospección arqueológica suele emplear fotografías aéreas e imágenes por satélite para localizar asentamientos humanos y elementos relacionados visibles en la superficie. Desde finales del siglo XX, las tecnologías de teledetección, como el radar de penetración terrestre, han ampliado la capacidad de los arqueólogos para detectar rasgos del subsuelo. El posterior reconocimiento del terreno tiene por objeto cartografiar y describir los yacimientos arqueológicos. A menudo implica la recogida sistemática de artefactos de superficie (como cerámica, herramientas de piedra, huesos humanos y de animales, metal y otros objetos duraderos) que pueden revelar la ubicación cronológica (datación), las relaciones espaciales y, a menudo, las funciones sociales de los sitios arqueológicos.
Después de un minucioso reconocimiento arqueológico que documenta el contexto ambiental y las relaciones espacio-temporales de los asentamientos y otros elementos creados por el hombre, los arqueólogos se embarcan en programas de excavación para descubrir y documentar la cultura material de un yacimiento y la forma en que esta cultura material cambió con el tiempo. El diseño y la ejecución de una excavación arqueológica es una dimensión muy técnica del oficio de arqueólogo que a menudo requiere la participación de un equipo interdisciplinar de científicos y técnicos: topógrafos, epigrafistas, geólogos, botánicos, antropólogos físicos, zoólogos y otros especialistas. El registro documental de una excavación incluye mapas detallados y planos arquitectónicos de las estructuras excavadas y otros elementos, junto con grandes cantidades de artefactos recuperados, cuyas ubicaciones estratigráficas (es decir, la posición horizontal y vertical precisa dentro de las capas enterradas de un yacimiento) y el contexto de deposición se han registrado meticulosamente en formularios de datos estandarizados.
El procedimiento final de documentación de los restos materiales de las sociedades del pasado implica un análisis cuantitativo y cualitativo cuidadoso, y a menudo técnicamente especializado, de los artefactos recuperados. Esta descripción y clasificación sistemática de los objetos por su ubicación cronológica, material, forma, proceso de producción, vida útil y patrón de deposición depende de una serie de sofisticadas técnicas analíticas desarrolladas para descifrar la historia de estos objetos desechados, que en su día tuvieron un significado social para las comunidades humanas en las que fueron fabricados, utilizados y valorados. Entre estas técnicas analíticas destacan varios tipos de métodos de datación física y química, entre los que destaca la datación por radiocarbono, desarrollada en la década de 1940 por el premio Nobel Willard Libby en la Universidad de Chicago.
Una vez generadas las pruebas empíricas de las sociedades del pasado, los arqueólogos deben realizar interpretaciones históricas y culturales significativas de dichas pruebas. Las pruebas arqueológicas suelen ser un reflejo de la historia a largo plazo (interpretable sobre todo en escalas de tiempo decenales, generacionales o incluso más largas). Esto significa que, a falta de pruebas históricas y textuales contemporáneas, las interpretaciones arqueológicas suelen limitarse a la exploración de estructuras socioculturales profundamente arraigadas y duraderas y de cambios sociohistóricos a largo plazo, más que a acontecimientos concretos y acciones individuales. En consecuencia, las interpretaciones arqueológicas rara vez llegan a explicar lo que los acontecimientos y procesos significaron en términos sociales o psicológicos para los actores humanos. No obstante, la arqueología, como forma de antropología histórica, ofrece una aguda visión de la condición humana.
Alan L. Kolata