تتنوع طرق علم الآثار بحسب نوع الأثر المراد دراسته وفترة تاريخية تواجده، ومن بينها:
1- الحفريات: تشمل تحليل الأثار التي تم الكشف عنها في الأرض بواسطة الحفر، وتشمل هذه الأثار البقايا العظمية للحيوانات والإنسان والآنية التي كانت تستخدم في الحياة اليومية.
2- المسح الأثري: وهي عملية تفحص سطح الأرض وتحديد مواقع الآثار وتحديد الأجزاء المهملة من التراث الثقافي وعادات وتقاليد الشعوب السابقة.
3- تحليل المواد: حيث يتم تحليل الآثار والعينات المأخوذة من الأشياء المكتشفة لمعرفة طريقة صنعها ومكوناتها وتاريخ صنعها.
4- الدراسات الإحصائية: بمعنى محاولات جمع البيانات وتحليلها واستنتاج النتائج القائمة على هذه البيانات.
5- علم الأثار الجيوفيزيائية: وهي علم يستخدم لاستكشاف ودراسة الجزء الآثاري من الأرض، وتغطي هذه الطريقة الطيف الواسع من الأدوات بما في ذلك المغناطيسية والإشعاعية والمغناطيسية الكهروستاتيكية.
6- الصور الفضائية: التي توفر لنا صورًا عالية الجودة للأرض والمناطق التي من الممكن أن تحتوي على بقايا وأدوات أثرية، حيث يمكن قياس المسافة وتعيين المواد الكيميائية والعناصر الرئيسية وبعض المعلومات الأخرى.