Dựa trên những dấu tích của nền văn hóa Tràng An còn lại cho thấy, các di tích tiền sử Tràng An phát triển qua 3 giai đoạn: Trước biển tiến Holocene trung (trước 6.000 năm cách ngày nay) có các di tích Hang Trống, Hang Bói, Mái đá Ông Hay, lớp dưới Mái đá Chợ và lớp sớm nhất Hang Mòi. Giai đoạn biển tiến (6.000 - 4.000 năm cách ngày nay) có các di tích: Mái đá Vàng, Hang Ốc và lớp trên Hang Mòi. Giai đoạn sau biển tiến (4.000 - 2.000 năm cách ngày nay) có các di tích: Hang Núi Tướng 1, Núi Tướng 2, lớp trên Mái đá Chợ, di tích Thung Bình 1, Thung Bình 2.

Các di tích ở Tràng An đều thuộc loại hình hang động, mật độ cao, phân bố không đều, tập trung ở khu trung tâm và vùng rìa phía tây và tây nam, phần còn lại (phía bắc và phía đông) của quần thể di sản thế giới Tràng An có rất ít. Chúng phân bố thành nhóm, mỗi nhóm từ 4 đến 6 di tích, chiếm một vài thung lũng núi đá vôi liền khoảnh, thuộc các tiểu vùng cảnh quan khác nhau gồm nhóm 1, 2 ở trung tâm khối đá vôi Tràng An, tiêu biểu là các di tích Hang Trống, Hang Bói và Hang Mòi, Mái đá Ông Hay, Mái đá Chợ, Mái đá Vàng. Các di tích này phân bố trong địa hình núi đá vôi dạng chóp nón, đỉnh nhọn, kết nối với nhau bằng các sống núi kiểu thành lũy, bao lấy các hố sụt, trũng kín, đáy bằng, tụ nước dạng đầm lầy, liên thông với nhau bằng các động xuyên thủy. Nhóm 3 ở rìa phía tây khối đá vôi Tràng An, tiêu biểu là 4 hang: Thung Bình 1, 2, 3, 4 và Hang Chùa. Đây là vùng núi đá vôi dạng tháp tách biệt nhau, thung lũng rộng, ngập nước và liên kết nhau qua mạng lưới sông suối. Nhóm 4 ở rìa tây nam, tiêu biểu là Mái đá Ốc 1, 2, Núi Tướng 1, 2 và Hang Vàng. Cảnh quan nơi đây thuộc dạng chóp nón nối đỉnh, dạng dãy, thành lũy đan xen; thung lũng hẹp chạy dài theo phương tây bắc - đông nam, có nhiều hang xuyên thủy, xuyên thung. Nhóm 5 ở phía bắc, gồm các di chỉ Hang Áng Nồi, Hang Ông Mi, Hang Trâu, Hang Son. Các núi đá vôi ở đây đỉnh bằng, đứng tách rời nhau, rải rác trong các thung lũng ngập nước và được liên thông bởi hệ thống sông suối tự nhiên như sông Ngô Đồng, sông Đền Vối, sông Sào Khê, sông Bến Đang.[5]