该遗址在2008年第三次全国文物普查时发现，并被列入了不可移动文物名录。此次发掘发现有古人类化石、石制品、大量的动物化石动物粪便化石等。孙家洞遗址是国内旧石器时代考古发掘中极为少见的集古人类化石、动物化石和石制品于一体的洞穴遗址，地质年代属于中更新世时期。孙家洞遗址的人类化石属于直立人阶段，经专家讨论可以称为“栾川人”。出土化石对近年来国际古人类学界直立人演化和现代人起源的研究有着重要作用，也为研究古人类的个体发育及系统演化问题提供了化石依据。