自1929年四川广汉三星堆农民在车水灌溉时无意碰醒了沉睡三四千年的三星堆文明之后，考古界就围绕这一奇迹进行了长达半个多世纪的叩问。随着一大批国宝级珍稀文物的出土，一连串惊人之谜接踵而来：三星堆出土的这些高鼻深目，扁阔嘴大耳的青铜兵团，属什么人种？从何而来？在达到其最高峰时，三星堆文明又为何突然从成都平原消失？
经过一系列的考古发掘，三星堆遗址的文化面貌、内涵和特征、成因特征已基本确定。
三星堆遗址是一处距今5000年至3000年左右的巴蜀文化遗址，遗址内存在三种面貌不同但又连续发展的三期考古学文明，即以成都平原龙山时代至夏代遗址群为代表的一期文明；以商代三星堆规模宏大的古城和高度发达的青铜文明为代表的二期文明；以商末至西周早期三星堆废弃古城时期为代表的三期文明，即成都“十二桥文明”。
在5000年至3500年前的成都平原，三星堆的发展已超过周围其他城邑，并成为成都平原的中心城邑以及周围城邑注意的焦点。
在商代，三星堆已发展成为高度发达的青铜文明中心，这是三星堆文明的鼎盛时期，即早期蜀国，也是2000多年的古蜀国历史进程中最辉煌、最为成熟的时期，代表了长江流域商代文明的最高成就与贡献。
通过破译三星堆文明，不仅可以解开千古之谜，而且可以证明中华文明的起源是多元一体的，这已经不仅仅是考古学上的伟大发现了。
在首次出土的文物中，最引人瞩目的是一只残缺一侧“耳朵”的蓝色双耳陶罐。而最令考古工作者惊喜的是从3号灰坑中出土的一套祭祀用的玉石礼器。这套礼器共有璧、瑗、琮各一个。据三星堆工作站站长介绍，这三个玉石礼器约为商代制造，分别用以祭天、祭社稷、祭地，在以往的发掘中也曾发现过。不过，从发现的这三件礼器看，可以判断这次发现的灰坑就是祭祀坑，只是规模较小。四川省文物考古研究所副所长赵殿增认为，此次发掘工作为日后进一步研究三星堆文化提供了不少新的重要线索和依据，对破解三星堆文化的起源、发展、消失等谜团都有帮助和作用。
本次发掘选点，距1929年三星堆首次发现文物遗存的地点仅一两百米，位于三星堆遗址的东西中轴线，系三星堆遗址中城墙内侧靠近宫庙的区域。
据专家推断，古代蜀国的宫殿、宗庙应在发掘点方圆2平方公里的区域内，应有重要文物遗存。但本次发掘只有在500平方米的区域进行，是否能在这方面有所收获尚不得而知，看来只能靠运气了。
现场考古专家说，因为本次发掘点十分靠近内城墙，很有可能不会发掘出宫殿和宗庙，但古城的内城墙与古文化遗存的城内分工有关系，推测下面应有密集建筑遗迹，据专家分析，应该为古城居住区。在三星堆出土的大量青铜器中，基本上没有生活用品，绝大多数都是祭祀用品，而这些祭祀用品又带有不同的地域文化特点。其中既有明显的蜀文化的特征，又有其他地域文化的特征，如青铜雕像、金杖等物品。这表明蜀文化已开始与其它文化相交融。
三星堆文化一个奇特之处在于从遗址中出土的大量模样不同寻常的青铜面具，几乎千篇一律地全是粗眉毛、大眼睛、阔扁嘴、高鼻梁，几乎没有下巴。仔细观察这些青铜面具，两只耳朵上各有一个小孔。这种面具的脸型与现代当地人大不一样，令人不解。这种面具代表了什么？它们是用来做什么的？
在三星堆文化博物馆陈列的众多面具模型里，有一个巨大的面具吸引了众多参观者的目光。这个巨大的面具有普通面具的好几倍大，长长的耳朵向两边张开，大而长的眼睛向外夸张地突出着，好像是眼睛里向外长出两个橛子。据说，古蜀国的开山老祖蚕从就被描绘有一双“纵目”，这大概与他有关吧！这些面具是古蜀国人为崇拜蚕从而作，还是当时古蜀国人就是这种模样，实在让人匪夷所思，不知其真正的答案是什么。
三星堆文化博物馆里还有一尊细而高的青铜铸成的人像，相貌和青铜面具的特征十分相同，穿着一件燕尾服式的袍子，光着脚，站在一个高高的底座上。铜像身高3米左右，两手一低一高，呈握东西状。据了解，该铜像出土时手中并没有握着东西。专家推测，这么细高的铜像在站立时，手中稍有负重，就会失去平衡倾倒。据介绍，这是世界上现存最高的青铜像。专家还推测，这个铜像的神情和手势，像是一个不同于平常人的巫师、王或神，其出现的场合应是在祭祀天神中。
在三星堆文化博物馆里，还有一棵被修复的“神树”的青铜仿制品让世人惊讶。这棵“神树”高4米，因为博物馆展厅高度局限，被分作两部分摆放。
“神树”上铸造了一条蛟龙，栩栩如生，颇有生气，仿佛刚从天上飞旋而下，攀附在“神树”的树枝上。“神树”的枝干上还有一只鸟栖息着，十分引人注目。专家介绍，龙和鸟在这里都被作为图腾受到古蜀国人的崇拜。这棵罕见的青铜“神树”，被定为国宝级即国家最高级文物受到保护。
三星堆遗址及其出土文物的许多重大学术问题，至今仍是难以破译的千古之谜。虽然专家学者对其中“七大千古之谜”争论不休，但终因无确凿证据而成为悬案。这“七大千古之谜”分别为：
第一谜 三星堆文化来自何方？目前有与岷江上游新石器文化有关、与川东鄂西史前文化有关、与山东龙山文化有关等看法，即人们认为三星堆文化是土著文化与外来文化彼此融合发展的产物，是多种文化交互影响的结果。但究竟来自何方？无人能够讲清楚。
第二谜 三星堆遗址居民的族属为何？目前有氐羌说、濮人说、巴人说等不同看法。多数学者认为岷江上游石棺葬文化与三星堆关系十分密切，其主体居民可能是来自川西北及岷江上游的氐羌系。
第三谜 三星堆青铜器高超的青铜冶炼技术及青铜文化是如何产生的？是蜀地独自产生发展起来的，还是受中原文化、荆楚文化或西亚、东南亚等外来文化影响的产物？
第四谜 三星堆古蜀国的政权性质及宗教形态如何？三星堆古蜀国是一个附属于中原王朝的部落军事联盟，还是一个相对独立的已建立起统一王朝的早期国家？其宗教形态是自然崇拜、祖先崇拜还是神灵崇拜？或是兼而有之？
第五谜 三星堆古蜀国何时产生，又何以突然消亡？
第六谜 晚期蜀文化的重大之谜“巴蜀图语”。三星堆出土的金杖等器物上的符号是文字？是族徽？是图画？还是某种宗教符号？可以说，如果解开“巴蜀图语”之谜，将极大地促进三星堆之谜的破解。
第七谜 出土上千件文物的两个坑属何年代及什么性质？年代争论有商代说、商末周初说、西周说、春秋战国说等，性质有祭祀坑、墓葬陪葬坑、器物坑等不同看法。