Эпоха палеолита вообще является загадкой для современного человека — слишком много прошло времени, слишком мало осталось артефактов, из которых мы могли бы понять, как жил неандерталец в каменном веке, во что верил, чего боялся. Поэтому находки такого плана бесценны. В Южной Сибири число таких стоянок единично (самая древняя и известная — Улалинская).

В палеолитическом слое стоянки Кара-Тенеш найдено 1297 предметов — широких каменных пластин и микропластин, нуклеусов, отщепов и др. Больше всего найдено осколков и чешуек (порядка 600 штук), при этом найдено всего 14 нуклеусов (нуклеус — это то, что остается от камня при откалывании от него пластин, некое ядро). Из этого и из других фактов ученые сделали вывод, что стоянка была сезонной, причем охотники практически не занимались изготовлением каменных орудий «с нуля», а приносили на стоянку с собой «полуфабрикаты» — пластины и др., которые уже на месте дорабатывались, ретушировались до готовых изделий — скребков, скрёбел, остроконечников, каменных ножей и др. Все изделия искусно выполнены из слитнокристаллического роговика, который широко представлен в этой местности. В пещере Бийке II, на расстоянии 10 км от стоянки Кара-Тенеш, обнаружены каменные орудия, выполненные аналогичным способом из роговика. Возможно, эти памятники на протяжении многих лет посещались одной и той же группой древних охотников. В целом, палеолитические находки Кара-Тенеша близки индустрии Кара-Бома и Малояломанской пещеры.

Средний культурный слой Кара-Тенеша археологи относят к бронзовому веку (афанасьевской культуре), когда люди не только охотились, но и занимались разведением домашних животных. Афанасьевцы — первые металлурги, хотя наряду с бронзовыми орудиями они по-прежнему использовали каменные скребки, резцы, наконечники для стрел и др.

На поселении Кара-Тенеш обнаружено зимнее жилище афанасьевцев, наподобие полуземлянки, которое отапливалось несколькими очагами, расположенными вдоль стен. Очаг представлял собой кольцо из камней, дно его также было вымощено камнями. Здесь же найдены керамические плоскодонные сосуды с елочным орнаментом, защипами, ромбами, датируемые эпохой энеолита (ранней бронзы).

Самый верхний слой относится к средневековью.