水洞溝溝寬50-200米，溝深6-14米，兩岸為棕鈣土。由於沿河有泉水溢位，形成許多小洞，故稱“水洞溝”，水洞溝遺址見證了中西方文化交流的歷史，這裡保持了古樸的雅丹地貌。該遺址是全國重點文物保護單位 。

水洞溝遺址，屬黃河一級支流，是舊石器時代晚期原始人的發祥地，發源於寧夏靈武市與鹽池縣交界處的寶塔，在明長城南側拐彎，流經鄂托克前旗西角的上海廟鎮的芒哈圖後入黃河干流，全長60公里，流域面積950平方公里。

水洞溝遺址屬全國重點文物保護單位，西距銀川市60公里，位於靈武市臨河鄉水洞溝一處面南的崖壁上。它是中國目前最早發掘的舊石器時代遺址之一

1920年，比利時神父紹特在水洞溝東邊的黃土狀岩石斷崖上，發現了一具披毛犀的頭骨和一件很好的石英岩石器。 1923年，法國古生物學家桑志華（E。Licent）和德日進（P。TeilharddeChardin）在寧夏靈武的邊溝河流域發現。對水洞溝古人類文化遺址上進行了5個地點的發掘，獲得了大量打製石器和少量破碎的動物化石。

水洞溝遺址位於寧夏靈武市臨河鎮，西距銀川市19公里，南距靈武市30公里，距河東機場11公里，北與內蒙古鄂爾多斯市相接，佔地面積7。8平方公里。

水洞溝文化遺址與地質年代的地層關係密切。在發掘地點的地質剖面上劃分地層結構，對了解地質發育歷史和鑑定出土石器、動物化石的相對時代意義重大。而對遺址剖面地層進行展示，則能直觀地認識積澱在地層中文化遺址的分佈狀況和地質年代，使遊客形象地瞭解到水洞溝地質發育的歷史