동관진 유적의 지층은 표토밑이 제1황토층(북쪽단애 3.5m, 서쪽단애 2.0m)이며, 그 밑으로 차례로 흑색을 띤 황토층(2.4m), 제2황토층(2.8m)이고, 그 아래는 가는 모래와 작은 자갈이 섞여 있으며(1.0m), 그 밑은 역석층(礫石層)이다.
북쪽 단애의 황색황토층에서 많은 수의 땅쥐(Myosphalax epsilanus Thomas) · 누렁이(Cervus elephus L.) 등의 화석이 나왔으며, 서쪽 단애의 제1황토층에서는 다량의 하이에나(Hyaena ultima dokantieussubsp. nov.) · 털코끼리(Elephas primige-nius) · 털코뿔소(Rhinoceros antiquitatisBlum) · 옛소(Bos primigenius Boj.) 등의 화석이 발견되었다. 또한 같은 층에서 인공이 가해진 흑요석으로 만든 석기 2점과 다수의 골각기가 출토되었다.
그러나 황토층에서 나온 화석들은 숫자가 별로 많지 않아 연대결정에 상당한 어려움이 있다. 단지 전(前)시대의 특산인 털코뿔소와 멸종된 하이에나 · 큰뿔사슴(Megaceros sp.) 등이 존재한 것으로 보아 그 시기를 홍적세 중기 이후로 추정할 따름이다.
출토유물은 석기 2점과 골각기였다. 석기는 칠흑색의 광택이 있는 흑요석제로 모두 아주 작은 것이었다. 각기는 5점 정도이며 모두 사슴뿔의 첫 번째 가지, 또는 두 번째 가지를 잘라 사용한 것들이었다. 골기는 들말[野馬] · 큰뿔사슴 등의 뼈를 이용한 것들로서, 들말의 요골(橈骨)을 세로로 잘라 만든 것, 큰뿔사슴의 경골(脛骨)을 세로로 두 쪽으로 나누어 만든 것, 큰 짐승들의 견갑골(肩胛骨)을 장방형으로 만든 것 등이 출토되었다.
이와 같이 이 유적에서는 석기가 적은 대신 골각기가 많이 출토되고 있는데, 이러한 현상은 중국의 구샹툰 유적[顧鄕屯遺蹟]과 매우 비슷하다. 따라서 이를 근거로 해 이 유적의 연대를 구샹툰 유적과 비슷한 시대인 후기 구석기시대로 보고 있다.
한 때 동관진 유적은 한국사의 단계적인 발전을 부인하려는 의도에서 일부 일본인 학자들에 의해 구석기시대의 유적으로 볼 수 없다는 견해가 제시된 적도 있었다. 그러나 출토유물의 분포가 구샹툰 유적과 비슷한 점, 지층의 층위와 유물과의 관계 등으로 볼 때, 후기 구석기시대의 유적으로 인정되고 있다.
우리나라에서는 최초로 소개된 구석기시대 유적이라는 점에서 역사적 의의가 크다.