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西侯度遗址位于黄河中游左岸，高出河面约170米的古老阶地上。文化遗物和动物化石集中分布在平均约1米厚的交错砂层中。动物化石主要是22种哺乳动物，包括巨河狸、剑齿象、平额象、步化羚羊等。哺乳类中绝大部分是草原动物，也有适于草原和森林生活的动物。
文化遗物共发现石制品32件，包括石核、石片和经过加工的石器。石器原料多为石英岩。遗址中发现了带有人工砍砸或刮削过的鹿角和用火烧过的动物化石，大大提早了人类用火的历史。