考古学研究的精髓是利用考古资料复原解释历史，每一项考古成果都是人类文明历史长河中的重要组成部分，将这些考古成果科学地复原出来就构成了考古学科的基础。因此，每一次考古发掘研究、每一项古代遗址、每一项古建筑的保护复原，都要建立在以考古资料为基础的虚拟复原上。
计算机虚拟现实技术已经越来越多地被移植到文物保护和考古研究中去。虚拟现实（在文物考古中可以称虚拟复原）技术可以在计算机上三维立体地表现文物古迹在各种特定的环境下的保存形式，通过数字仿真和虚拟复原可以在三维空间中重建古遗址及环境的动态变化过程。这使我们在文物保护规划方案的制定、审定，考古遗迹、古建筑的修缮复原，以及方案效果、环境仿真等成为可能。同时，也为加强管理、合理利用找到了捷径。
目前故宫博物院正在进行的“数字故宫”，就利用了“3S”技术制作出一个数字化的故宫博物院，管理者可以在计算机上监督故宫每一个角落的保护管理状况，可以从不同方位观察所有文物的陈列情况；同样参观者可以跟着摄像机的镜头畅游每一个景点和观察每一件文物，特别是一些不宜开放的区域。
许多国际上已较为成熟的或处于试验阶段的虚拟复原在中国多得以实践。例如，仰韶文化姜寨遗址、良渚文化聚落遗址、湖北盘龙城、秦始皇陵、商丘旧河道及码头、隋代通济渠、辽中京、金界壕、南宋六陵、吉林扶余等遗址的遥感考古勘测成果都是很有开创性的研究工作。
分子生物学技术用于考古学，为研究人类起源、种族关系、动植物种群和环境状况等问题提供了重要的科技手段，其代表性成果或者说开山之作是凯恩教授通过分析人类的线粒体脱氧核糖核酸，从遗传学角度有力地支持了人类起源于非洲的学说。国内植物考古学方面，随着浮选法的广泛应用，在否定了广西桂林甑皮岩遗址被认为是我国华南地区乃至世界上最早出现稻作农业的考古遗址结论后，又根据内蒙古敖汉旗兴隆沟遗址出土的黍和粟，分析黍、粟、稷、麦类农作物的环境背景和特征，推测西辽河上游地区应该是粟和黍类作物的起源地之一，这些成果为在中国建立植物考古学研究体系作出了贡献。
环境考古是随着地学与考古学有机地结合就已经开始了，但在中国有组织地进行该学科的研究，是1994年11月在广州召开的第六届中国第四纪学术会上，刘东生院士提议成立中国第四纪研究委员会环境考古专业委员会，并于1995年2月正式批准成立了全国性环境考古学术研究机构。