Bortsett fra enkelte tidlige utgravninger, som Schliemanns i Troja, tok utforskningen av Lilleasias forhistorie først til omkring 1900. Tyskerne foretok da store utgravninger i Gordion og Boğazkale. Amerikanerne har gravd i Alaca Hüyük og Troja, og britene har gravd i Kilikia. Etter den annen verdenskrig har tyrkiske arkeologer i stor utstrekning overtatt disse forskningsoppgavene. Dessuten har amerikanske arkeologer foretatt til dels store utgravninger.
Fra de tidligste tider har Lilleasia dannet en landbro mellom øst og vest, sør og nord, og kulturutviklingen i Lilleasia kom til å preges av påvirkninger fra landsby- og bysivilisasjonene i Mesopotamia og Nord-Syria. Viktige kulturelementer ble dermed formidlet videre til det egeiske området og det sørøstlige Europa. På den sentral-anatoliske høysletta oppstod det i perioder selvstendige kulturgrupper som kom til å spille en viktig rolle i naboområdenes politiske og kulturelle historie. Til tross for at de arkeologiske undersøkelsene har satset relativt lite på utforskningen av eldre steinalder, er det funnet spor av senpaleolittiske kulturer i huler.
Byhauger. I Belbasi og Beldibi er det funnet spor av bosetning i perioden 13 000–7000 f.Kr. I de yngste kulturlagene i Beldibi ble det funnet keramikk som knytter disse funnene til funn fra landsbyene. Men en sammenhengende linje i kulturutviklingen i Lilleasia kan bare følges fra det tidsrom da jordbruket ble etablert. Funnene kommer vesentlig fra store byhauger med store lag avfall og bygningsrester etter sammenhengende bosetning gjennom lange tider. Halicar representerer en av de eldste slike byhauger. De dypeste kulturlagene skriver seg fra første halvdel av 6000-tallet f.Kr. På den tiden bestod husene av små rom med vegger av leirklining. Enkelte større rom hadde også leirklint gulv. Ildsted og forrådskar fantes ute på gårdsplassene. I den eldste bosetningsfasen har innbyggerne ikke kjent til kunsten å lage keramikk.
Çatal Hüyük er en av de største neolittiske lokaliteter som overhodet er kjent. Den skiller seg også ut ved at materialet er uvanlig godt bevart. I tillegg vitner funnene om svært høyt kunstnerisk nivå. Çatal Hüyük består av to byhauger, den ene er 17,5 m høy, den andre 15 m. Kulturlagene er hovedsakelig fra ca. 6250–5400 f.Kr. Hittil er bare ca. 1/30 av området utgravd. Innbyggerne har vært bønder som har dyrket jorden ved hjelp av kunstig vanning og som har holdt husdyr. Dessuten har det blant innbyggerne vært mange dyktige håndverkere.
Råvarene, og særlig obsidian, vitner om at handel har vært viktig. Man har også kjent metall, og både bly og kobber er smeltet. Byen hadde ikke gater og heller ikke inngangsdører på gateplan. Husene var små, rektangulære og sammenbygde. For å komme inn i dem måtte man benytte stiger opp til taket. Anslagsvis har byen bestått av ca. 1000 hus, og det kan ha levd opptil 5000–6000 mennesker her. De døde ble begravd under gulvet inne i husene. Enkelte hus har vært rikt dekorert med veggmalerier og med skulpturerte oksehoder, og man antar at dette dreier seg om hellige steder.
Cayönü i det sørøstlige Anatolia er et annet viktig funnsted. Her ble det vunnet ut kobber som ble bearbeidet. Trolig er dette den eldste kjente, påviste kobberfremstilling – med en antatt datering 7500–6800 f.Kr. Også i Can Hasan er de eldste av de i alt sju boplasslagene prekeramiske.
Bosetningen i landsbyene har vært basert på jordbruk der det ble benyttet kunstig vanning. Husdyrhold har vært viktig, og det ble handlet med fjernere områder. De nevnte boplassene representerer overgangsformer fra senneolittiske kulturer til kobberalderkulturer. Mersin, som ligger ved et viktig pass i Taurusfjellene, har ligget ved en handelsvei der det trolig ble handlet med obsidian fra Sentral-Anatolia. Malt keramikk fra de senere lag viser tilknytning til Syria og Mesopotamia. Landsbyene og de små bysamfunnene har hatt en relativt enhetlig materiell kultur. Også på det religiøse område finnes det felles trekk. Amuletter eller statuetter i form av stiliserte kvinneskikkelser er funnet spredt over hele området. Disse har utvilsomt forbindelse med en alminnelig utbredt fruktbarhetskultus som er kjent også fra andre kulturgrupper i den nære Orient, landene rundt det østlige Middelhav og det sørøstlige Europa.
Kort etter 2500 f.Kr. nådde den anatoliske kultur en første blomstringsperiode som gav grunnlag for fremveksten av større bysamfunn. De ualminnelig rike fyrstegravene fra Alaca Hüyük tilhører denne perioden. Her fant man bl.a. noen av de eldste jerngjenstander som kjennes. Alaca Hüyük har vært et viktig politisk sentrum på den anatoliske høysletta.