ארכיאולוגיה היא מדע מחקרי, הכולל היבטים שונים הקשורים בהתנהגות האנושית בעבר, על בסיס החומרים שנשמרו.
היא כרוכה בעבודת שטח, ובהתבוננות ותיעוד מדוקדקים של ממצאים, הגדרת הסטרטיגרפיה וההקשרים שבהם נמצאו הממצאים, והסקה מפעילויות אנושיות אלו. הארכיאולוגיה התפתחה לדיסציפלינה עצמאית תוך ביסוס שיטות מחקר ונושאי דיון משלה.
"הארכיאולוגיה החדשה", שהחלה בשנות השלושים, אך שגשגה בשנות השישים והשבעים, סיפקה לדיסציפלינה הארכיאולוגית השקפה הוליסטית יותר, המשלבת בתוכה תחומי ידע מתוך מדעי החיים והטבע.

האסכולה הפוסט-תהליכית של שנות ה-80 וה-90 סיפקה לארכיאולוגיה את הגישה הביקורתית, והעשירה את המחקר הארכיאולוגי בדיונים בתופעות תלויות- תרבות. שניהם הדגישו את הצורך בהסתכלות מערכתית מקיפה על תהליכים תרבותיים והיסטוריים, תוך ביצוע ניתוח מעמיק של הממצאים הארכיאולוגיים בשיטה המדעית.

ההכרה שניתוח ממצאים חומריים לא יכול להתבסס רק על סגנון וצורה, חדרה לארכיאולוגיה כבר באמצע המאה ה-20, אך עם השנים השתנתה הגישה.

תחילת התהליך, כללה את ההבנה כי, למשל, לא ניתן לדון בכלי מתכת עתיקים רק על פי צורתם, סגנונם והתפוצה שלהם, נבלי לעמוד על התכונות המטלורגיות של אותם כלים. כך גם לגבי עצמות, שרידי צמחים וכו', כמו גם השימוש בטכניקת תיארוך פחמן, שפותחה בסוף שנות ה-40. כל אלה, הצריכו מעורבות של מומחים בתחום מדעי הטבע. כתוצאה מכך, ארכיאולוגים מצאו עצמם פונים, יותר ויותר, לעזרתם של מומחים מדיסציפלינות אחרות. אולם עד מהרה, התברר כי פרשנות הממצאים סבלה, פעמים רבות, מתקשורת לקויה בין המומחה, שהיה חסר השכלה בארכיאולוגיה, לבין הארכיאולוג, שהיה חסר השכלה בתחום המדעי המתאים.
בערך בזמן הזה, הופיע המונח "ארכאאומטריה" בשיח הארכיאולוגי, המתייחס בעיקר לתחומי מחקר, הכוללים תחומים ממדעי הטבע המספקים נתונים כמותיים וכלים סטטיסטיים. ברוב המקרים, תחומי המחקר הארכיאומטרי, לא הוגדרו לפי אופי הממצאים או שאלות המחקר הארכיאולוגיות, אלא לפי השיטה האנליטית הנהוגה – למשל, ניתוח הפעלת נויטרונים, מטאלוגרפיה ופטרוגרפיה.

מאחר שבית הספר למדעי הארכיאולוגיה, עסקו והתעניינו, בעיקר, בפיתוח השיטות ויישומן, ופחות בהיבטים התרבותיים של החומר הנבדק, נותרה מלאכת גיבוש שאלות המחקר בידי הארכיאולוג עצמו.
סוג השאלות שהופנו למדענים על ידי הארכיאולוגים, עסקו בעיקר בחומר הספציפי מחפירותיהם, ולכן העיסוק במעבדות היה לעיתים אקלקטי ותלוי באתר ובחשיבותו. למרות זאת, הרי שכבר בשנות ה-60 וה-70 הוקמו כמה מעבדות מחקר ארכיאומטריות במחלקות לארכיאולוגיה. הדבר הוביל לחשיפה של סטודנטים לארכיאולוגיה לשיטות אנליטיות, ועם הזמן, לימודים לתארים מתקדמים, כללו שיטות אנליטיות מיוחדות במחקר הדוקטורט שלהם, שהיו יותר מונעות שאלות מאשר בהזמנת הארכיאולוג, ותלויות באתר.

עם חלוף השנים, הארכאולוגיה התפתחה למקצוע רב תחומי, כאשר השילוב של תחומי ידע מתוך ה"מדעים הקשים", הוא כבר חלק אינטגרלי מהתחום, ומהווייתם של העוסקים בו.