Палеолитические поселения другого типа расположены в гротах, т. е. в неглубоких пещерах. Глубокие пещеры редко использовались для жилья, потому
что были сырыми, а вдали от входа очень темными. Глубокая разветвленная пещера обязана своим происхождением промывшей ее воде. Если в таких пещерах стоянки и встречаются, то около самого входа. Довольно часто оказывались заселенными скальные навесы, обращенные входом к солнцу, т. е. на юг; они защищали человека от холодного ветра, спасали его и разведенный им огонь от дождя. Важным признаком возможности поселения под таким навесом является расположенный поблизости источник. Впрочем, природная обстановка со времени палеолита могла перемениться, и эти перемены надо учитывать.
Пещерные стоянки встречаются главным образом в Крыму, на Северном Кавказе и в Средней Азии. Культурный слой в пещерных поселениях включает мелкие и крупные камни, обвалившиеся с потолка и увеличивающие мощность культурных напластований. Толщина культурного слоя в пещерах от 1 до 12 — 15 м. Так, стоянка Даховская на р. Белой имела культурный слой толщиной 8,5 м, а в осетинских пещерах он достигает 15 м. Но обычно мощность культурного слоя таких стоянок 1 — 4 м, а площадь — 150 — 300 м2.
При мощном культурном слое, к тому же скрытом под обвалами потолка, найти типичные палеолитические вещи трудно, а поэтому в подходящих пещерах приходится прибегать к шурфовке, но это уже начальный этап раскопок.
Хотя в дальних частях пещер культурного слоя, как правило, не бывает, их все же нужно обследовать. Цель такого осмотра — поиски пещерной живописи. Остатки палеолитической живописи, имеющей важнейшее значение для изучения первобытного общества, долгое время были известны только в Испании и во Франции. Теперь такая живопись найдена и в Советском Союзе.
При открытии палеолитических памятников в пещере нужно снять ее план.