1979년 현주민에 의해 석기류와 토기류 등이 수집되어, 같은 해 4월 전주시립박물관에서 조사하였다.
계화도는 동진반도에서 서북쪽으로 5.5㎞ 떨어진 남북길이 2.3㎞, 동서길이 1.5㎞의 섬이었으나 현재는 간척사업으로 육지와 연결되어 있다. 유적은 높이 246.3m의 최고봉 정상 남사면에 있으며, 삼국시대 봉화대를 두른 테뫼식 석성(石城)의 무너진 돌 밑 지표 아래 30㎝에 일부가 묻혀 있었다.
수집된 유물은 빗살무늬토기조각 약간과 석기류 11종 등 총 20여 점이다.
석기류에는 석영암제격지돌날[石英岩製剝片刀器] 3점, 자주빛 유문(流文)이 있는 규암계옥수(硅岩系玉髓)로 된 말굽형 마제옥부(磨製玉斧) 2점, 투각섬석편암(透角閃石片岩)으로 만든 유백색 동물이[齒]형 장식 1점, 석영편암 · 운모편암 · 흑색각섬석편암의 석재날부분만 갈아서 만든 납작양날돌도끼[扁平兩刀石斧] 5점, 갈록색이 돋는 수석화니질암(燧石化泥質岩)을 원통형으로 갈아서 조개처럼 둥근 날을 만든 대형의 간조갯날돌도끼[磨製蛤刀石斧] 1점, 돌끌[石鑿] 1점, 사암제방주상숫돌[砂岩製方柱狀砥石] 1점이 있었다.
또한 특이한 것으로는 사암질 자갈을 달걀형으로 다듬은 뒤 그물추[漁網錘]처럼 홈을 쪼아 두르고 한쪽 끝을 양쪽에서 갈아 둥근 날을 세운 돌도끼가 있다. 그 밖에 뗀격지석기[打製剝片石器]로서 T자형을 한 것과 등날을 세운 돌검형석기[石劍形石器]가 각각 1점씩 있었다.
그 중 석영질격지돌날은 시베리아 세석기(細石器)의 흐름을 따른 것으로, 3각형으로 떼어 한쪽에 날카로운 날을 세운 스크레이퍼[削搔器]와 단면 이등변삼각형의 프리즘형 석기가 있다. 가장 주목되는 것은 소형 옥도끼인데, 이러한 옥도끼는 만주(滿洲) 요령지방(遼寧地方)의 약왕묘(藥王廟) · 남산근(南山根) 등 하가점(夏家店) 문화 하층과 적봉홍산후(赤峰紅山後) 제2주거지 등에서 아름다운 각섬석제(角閃石製)의 출토 예가 있으나, 한반도에서는 궁산리 유적(弓山里遺蹟) 갱(坑)에서 출토되었을 뿐이다.
토기조각은 두께가 0.5∼5㎝로서, 문양이 없는 것들은 그릇 윗면에만 시문한 토기의 아랫부분 조각들이다. 기형(器形)은 알 수 없으나 입언저리가 곧은 것, 안으로 약간 오목한 것, 밖으로 헤벌어진 것 외에 둥근 밑살 조각이 있었다. 바탕흙[胎土]은 황토에 석영질 모래를 섞은 것과 벽돌색 진흙에 고운 운모편을 섞은 약간 단단한 것의 두 종류가 있다.
토기의 문양에는 ① 짧은 빗금무늬[單斜線文], ② 손톱무늬[爪形文], ③ 횡주(橫走)의 굵은 생선뼈무늬[魚骨文], ④ 굵은 물결무늬[波狀文]가 있다. 이 중 ① · ②는 한반도전역에 걸쳐 보편적으로 발견되는 빗살무늬토기 문양이지만, ③ · ④는 부산 영선동 · 동삼동 등 조개더미 퇴적층에서 나온 토기문양과 가장 가까운 것이다.
옥도끼의 석재인 ‘옥수’는 한반도에서는 생산되지 않고 남시베리아 사얀산맥의 이루쿠츠크 부근에 한정되어 있으며, 연해주지방의 경우는 테튜헤 강구(江口)에 있는 신석기 유적에서 나오고 있는데, 이는 바이칼호연안의 키토이기(Kitoi期)의 것과 동일한 것이다. 키토이기는 기원전 3000∼2000년기로 편년되어 계화도 신석기유물의 내원(來源)과 연대를 살피는 데 참고가 된다.
그러나 간조갯날돌도끼 등 간석기의 출토는 이 유적의 연대가 다소 떨어지는 것임을 짐작하게 하며, 토기문양에 있어 궁산리나 암사리 등 한반도 서해안쪽보다는 동남해안인 부산지방 유적과의 관련이 보이는 사실도 주목된다.