從歷次卑南遺址的發掘資料中，可以發現卑南遺址主要的自然層位有三層，由上而下分別是陸相沖積的表土層、河流沖積的黃土層及舊河床底礫石層，
其中黃土層與礫石層上緣是產生史前文化層的層位。而史前文化層又可依形成的先後區分為「繩紋陶文化層」、「卑南文化層」、及「三和文化層」， 主要描述如下：
一、
卑南文化層
「表土層之下的淡褐色土層包含很密的陶片、石器殘片，以及主要以板岩、礫石為材的建築殘跡。其厚度變化頗大，由30~100公分不等； 發掘區的南部此層更厚：一般有100公分，有『灰坑』之處更厚達160公分(王強1984:33)。
這一層是卑南文化人在現地佔居時所形成的各種日常生活活動與行為相關的遺留，亦即主要是考古學上所稱的『遺物』以及房屋遺跡或火燒區等『現象』的遺存堆積。 但事實上卑南文化人在這一地點的行為不限於當時的地表面以上，他們的活動還包括向地面下挖坑埋葬死者的行為—換言之，卑南文化人生活居住面不會低於這一淡褐色土層的下緣，但包含在這一地層之下的淡黃色土層及礫石層上部的密集的石板棺則為卑南文化的埋葬遺留，
則應是卑南文化層的一部份」(宋文薰、連照美2004:46-47)
二、
繩紋陶文化層
「淡褐色土層與礫石層之間局部出現或細砂或黃土或小礫石加黃土的透鏡體，……在這些透鏡體夾層中，除了卑南文化陶片之外， 常出現有質、形、紋飾等與上一層所見之卑南文化陶片不同的陶片標本。這些透鏡體夾層中出土的陶片，以外表具有繩印紋者為最大特色，
因此我們稱之為繩紋陶文化與卑南文化區別」(同上引:47)
三、三和文化層
卑南遺址除了新石器時代文化的發現外，在早期的發掘中已有出土鐵器的資料(金關丈夫、國分直一著，譚繼山譯1990:147)， 但較明確鐵器時代遺物的出土，則是近年來在考古現場與鐵路東側區域的考古發掘進行後才發現，出土有鐵質矛頭、鐵塊、琉璃珠、
三角形把手等(李坤修2002；葉美珍2006)。李坤修(2002:69)主張稱卑南遺址所發現的鐵器文化層為「三和文化」，由於此文化層的發現，
除了證實其與卑南文化之間的直接關係外，更將卑南文化後續發展方向從過去認為的卑南大溪北側拉回到卑南平原
關於卑南遺址的年代資料，主要透過多次發掘所出土的資料進行定年，目前已有針對木炭或人骨進行碳十四定年與針對陶片進行熱釋光定年的年代資料。 從1980-1988年間考古發掘出土的年代資料來看，宋文薰與連照美(1988:56)認為 「其中有7個聚集的年代數據，所示之2800B.P.-3400B.P.之間是十分可信的卑南文化年代提示。但這一年代範圍似不足以代表卑南文化的整個長久持續期。
因此需要進一步討論的是，年代最老的5300B.P.與年代最年輕的2033B.P.兩個極端的數據」。 然而後來的發掘資料顯示，在2300B.P.至1900B.P.之間，卑南遺址應屬於鐵器時代「三和文化」的階段(李坤修2002:66)。
