Văn hóa Tràng An kéo dài từ thời đại đồ đá cũ sang thời đại đồ đá mới (cách ngày nay 25.000 năm), trên vùng đất xen núi đá vôi, thuộc phía nam châu thổ sông Hồng.

Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Khắc Sử cho hay, căn cứ vào kết quả khai quật, nghiên cứu khảo cổ học hang động Tràng An đã xác nhận rằng, các di tích tiền sử mang trong mình những đặc thù riêng biệt, xác lập sự hiện diện của một nền văn hóa khảo cổ - văn hóa Tràng An. Nó rất khác so với văn hóa khảo cổ Hòa Bình, Cái Bèo, Đa Bút, Quỳnh Văn, Hạ Long, Hoa Lộc cả về không gian cư trú, về chất liệu công cụ đá, kỹ thuật gia công công cụ, có sự giao thoa, tiếp xúc và diễn tiến văn hóa để bước từ nguyên thủy sang văn minh ở một địa bàn hết sức đặc trưng của thung lũng karst lầy trũng. Truyền thống khai thác nhuyễn thể ở hang động Tràng An còn được lưu truyền cho tới những người Việt sau này.[2]

Qua phân tích, đối sánh giữa nền văn hóa Tràng An với các văn hóa khảo cổ học đã biết, thì ở Tràng An: Về vị trí địa lý là thung lũng đá vôi đầm lầy chứ không phải đá vôi vùng núi khác; Công cụ lao động không sử dụng đá cuội mà sử dụng bằng đá vôi; Phổ biến sử dụng đồ gốm hoa văn dấu thừng thô chứ không phải là dấu thừng mịn; Khai thác các loài vỏ nhuyễn thể (như vỏ ốc, trai, hàu) là nước ngọt và biển (đồng thời); Con người cư trú hầu như chỉ ở trong hang động, không ở ngoài trời và các hang động đó được sử dụng đến ngày nay (ban đầu là nơi cư trú, sinh sống sau này được sử dụng làm chùa, nơi sinh hoạt văn hóa của cư dân địa phương); Niên đại kéo dài từ 25.000 năm đến 3.000 năm cách ngày nay.

Trong điều kiện tự nhiên đặc biệt, hầu như chỉ có đá vôi là chất liệu đá duy nhất, người Tràng An đã biết sử dụng nó làm công cụ lao động ít nhất cho đến cách ngày nay khoảng 3.000 năm, trong quá trình đó đã nhận biết được rằng đá vôi đô-lô-mít thuộc loại chất liệu tốt nhất có thể có. Đồng thời với giai đoạn biển tiến lớn nhất cuối cùng (khoảng 7.000-4.000 năm trước), người tiền sử Tràng An đã biết tới nghệ thuật làm đồ gốm. Những chứng cứ sớm nhất được cho là tương đương với gốm Đa Bút (6.000 năm trước), nhưng thực tế đã được làm ra ở đây sớm hơn nhiều (khoảng 9.000 năm trước) và tiến hóa liên tục qua thời đại Kim khí đến tận sau này. Việc sử dụng đồ gốm từ sớm và liên tục ở Tràng An chứng tỏ rằng một trung tâm gốm sứ rất khác biệt so với nhiều trung tâm gốm sứ khác ở Việt Nam đã từng tồn tại ở đây. Ts. Masanari Nishimura (Nhật Bản) qua nghiên cứu khảo cổ học tiền sử Quần thể danh thắng Tràng An đã khẳng định: Cách đây 5.000-6.000 năm trước, có một trận động đất lớn ở Tràng An và người Việt cổ ở Tràng An đã trải qua nhiều sự biến đổi của thiên nhiên để thích ứng và phát triển cho đến ngày nay, tạo nên một giá trị về một nền văn hóa Tràng An.[3]