El registro arqueológico documentado constata una intensa ocupación del Paleolítico medio por sociedades neandertales, así como la presencia de comunidades del Paleolítico superior vinculadas a Humanos Anatómicamente Modernos (HAM). Los productos arqueológicos constatados en la Sima de las Palomas de Teba ofrecen un gran interés para el conocimiento de los grupos humanos del Paleolítico, ya que nos permiten comprender el desarrollo de sus prácticas económicas y sociales: caza, recolección, pesca fluvial, aprovisionamiento de materias primas y de alimentos.

La industria lítica documentada en los niveles 11-9 de Sima de las Palomas es muy significativa del Paleolítico medio. Hemos documentado series de BN1G-Núcleos centrípetos multipolares, de BP-Lascas, de varios tipos, del inicio de la talla, predominio de las internas, y significativa presencia de lascas levallois. Destacan lascas, frente a láminas, con presencia limitada de puntas. Entre los productos retocados hay raederas, muescas y denticulados. El estudio funcional ha documentado dos actividades productivas distintas: una relacionada con el procesado de los animales (carnicería) y otra con actividades vinculadas con explotación de recursos vegetales leñosos (carpintería).

En cuanto a las materias primas líticas se puede confirmar que el conjunto está formado principalmente por sílex masivos sin y con inclusiones y por radiolaritas rojas, considerando secundarias el resto de radiolaritas. Todas estas variedades tenían un origen local, ya que han sido documentadas en las unidades geológicas del entorno del yacimiento y a una distancia a pie de unas 4 horas de marcha.

No hay indicios de ocupaciones de Paleolítico superior antiguo.

En la excavación exterior en la capa 6, se documenta presencia de tecnología de marcha, con evidencia de BN1G-Núcleo, BP-Lascas, láminas, laminillas, desechos de buril y entre los BN2G-Lasca retocada y laminilla con muesca.

En las capas 5/5b se documenta tecnología vinculada a Solutrense, con BN1G-Núcleos para láminas y prismáticos, variedad de BP-Láminas y laminillas y entre los BN2G-Truncaduras y buriles.

La fauna terrestre se ha estudiado bien en los niveles del exterior. El conejo es la especie mejor representada, tanto a nivel global como por períodos cronológicos, alcanzando en todos los casos una representación superior al 70% de los restos óseos determinados. Son evidentes las marcas de carnicería y desarticulación, además de huellas de exposición al fuego. Por todo ello, parece deducirse una clara actividad antrópica. Se documenta también cabra montés, con evidencias de fracturaciones realizadas en fresco para el procesado y consumo de estos animales.

Hay una significativa presencia de micromamíferos. Se ha identificado un total de 17 grupos taxonómicos. En general, tanto los materiales del Holoceno como del Pleistoceno se presentan fragmentados y los efectos de disolución por digestión de depredadores son evidentes en una gran cantidad de elementos dentales de roedores (arvicolinos y murinos), lepóridos y sorícidos.

La presencia de anfibios y reptiles se documenta por 5 taxones representados: el Gallipato (Pleurodeles waltl) entre los anfibios; una salamanquesa (Gekkota indeterminado), entre los saurios y un representante del género Coronella; la Culebra de herradura (Hemorrhois hippocrepis), la Víbora hocicuda (Vipera latastei) y Colubridae indeterminados entre las serpientes.

La malacofauna ha sido muy significativa, con predominio abrumador de los gaterópodos terrestres frente a moluscos de ambientes acuícolas. Se documentan en estratos de Prehistoria reciente, Solutrense y Gravetiense.

En la fase Solutrense predominan caracoles terrestres, con especies de agua dulce y del medio marino (el escafópodo Antalis sp. y el pequeño caracol Columbella rústica), que fueron recogidos de alguna playa del litoral, posiblemente cuando el animal ya estaba muerto, y transportados al yacimiento para su posterior uso como adorno.

En la fase Gravetiense hay un predominio de recolección y consumo de caracoles terrestres en las dietas de estas comunidades.

Es importante la presencia de elementos de adorno en la fase Solutrense, con la documentación de un escafópodo de la especie Antalis sp. y cuatro restos de especies de agua dulce, de los cuales tres pertenecen al caracol Melanopsis sp. y uno a Theodoxus fluviatilis, este último con una perforación clara en el margen dorsal de la última vuelta. El fin ornamental se comprueba por la creación de una incisión producto de la percusión.

Hay que destacar el importante papel de los productos de origen marino. Aunque son escasos en cuanto a volumen, la destacada distancia entre Sima de las Palomas y la costa en episodios vinculados al e.i.2, en coincidencia con el tecnocomplejo Solutrense y cronología enmarcada en 18.980 cal. B.P., se aprecia un potente descenso del nivel del mar de unos 100 m, lo que conllevaría una plataforma continental de entre 8-10 Km, que aumentaría ostensiblemente la distancia actual de 50 Km que debieron recorrer los pobladores de la Sima para obtener conchas como materia prima para la confección de estos elementos de adorno-colgantes, situando este yacimiento entre los más al interior en la península Ibérica en disponer de estos recursos.