二里头遗址的考古发掘已持续了四十多年，遗址内发现的二里头文化遗迹有宫殿建筑基址、平民居住址、手工业作坊遗址、墓葬和窖穴等；出土的器物有铜器、陶器、玉器、象牙器、骨器、漆器、石器、蚌器等。遗址的中部发现有30多座夯土建筑基址，是迄今为止中国发现的最早的宫殿建筑基址群。
其中，最大的两座已正式发掘。宏伟的1号宫殿建筑基址平面略呈正方形，东西长108米，南北宽100米，高0.8米，面积达1万多平方米。根据出土的遗迹现象，可以将1号宫殿建筑基址的主殿复原成一个“四阿重屋”式的殿堂，殿前有数百平方米的广庭。基址四周有回廊。大门位于南墙的中部，其间有3条通道。这样的宫殿建筑只有掌握了大量劳动力的统治者才能建成。
由此也可证明，当时的生产力水平已经达到了相当高的程度。二里头遗址的宫殿建筑，虽时代较早，但其形制和结构都已经比较完善，其建筑格局被后世所沿用，开创了中国古代宫殿建筑的先河。
宫城
二里头遗址的宫城，是迄今可确认的中国最早的宫城遗迹。纵横交错的中心区道路网、方正规矩的宫城和具有中轴线规划的建筑基址群，表明二里头遗址是一处经慎密规划、布局严整的大型都邑。它是迄今可以确认的最早的具有明确规划、且后世中国古代都城的营建规制与其一脉相承的都邑遗址，其布局开中国古代都城规划制度的先河，许多形制为后世沿用，号称“中华第一王都” 。
此外，在二里头遗址上，考古人员还发现了中国最早的城市主干道网，大路最宽处20米左右，相当于现代的4车道公路；发现了中国最早的车辙，这在东亚历史上具有里程碑的意义。由此也可以知道，在商人在殷墟时期引进马车前的数百年，中原地区已有用车传统。
墓葬
二里头遗址发掘的墓葬，已有数百座之多，但大部分为中小型墓，规模较大者只有1座，位于2号宫殿夯土基址的北部正中。中、小型墓葬规模虽然不大，但随葬品十分丰富，其中也不乏精品。
作坊
二里头遗址清理的手工业作坊，包括铸铜、制玉、制石、制骨、制陶等作坊遗址，清理出大量青铜器、玉器、骨器、陶器制品。其中青铜爵、青铜斝形制古朴庄重，这是中国发现最早的青铜容器，用合范法铸造。这些青铜器的铸造，标志着中国青铜器铸造进入了新纪元。这里出土的青铜器是中国最早的一批青铜器，也是世界上最早的青铜器。
文物
遗址中还出土数件镶嵌绿松石的兽面铜牌饰，制作精美，表现出了极其熟练的镶嵌技术，是中国最早的铜镶玉石制品，也是不可多得的艺术珍品。其他铜器还有生产工具刀、锛、凿等；武器戈、戚、镞等；乐器铃等。二里头遗址的玉器数量丰富，风格独具，器形有圭、璋、琮、钺、刀和柄形饰等，多为礼器。