栾川地处豫西秦岭东延余脉伏牛山、熊耳山之内，山势西高东低，呈扇形向东展开，海拔一般在500-2000米之间。地处中国南北的过渡地带，自然条件优越，为旧石器时代古人类活动提供了良好的背景。
孙家洞遗址位于洛阳市栾川县栾川乡湾滩村哼呼崖的断崖上。北边紧挨伊河。因山洞离孙家住户较近，故称孙家洞。现有洞口呈扁长形椭圆状，宽3米，高0.9米，距河岸地面约50米左右，洞内又分数穴，高、低、粗细、大小不等，变化复杂。四周冬青树密布、茂盛翠绿、景色秀丽。2008年第三次全国文物普查时，栾川县文物管理所对该洞进行了调查。具体坐标是：北纬33°47′50.0″，东经111°41′38.0″，海拔691米。
孙家洞遗址区内化石地点位于河南省洛阳市栾川县栾川乡范营村东侧，伊河南岸的悬崖洞穴内，因山洞离孙家住户较近，故称孙家洞。该洞洞口为圆形，直径为1.2米，洞深约10米左右，最高处约有4米，最低处约有2米，洞内又分数穴，高、低、粗细、大小不等，变化复杂。
2012年5月开始由洛阳市文物考古院和栾川县文物管理所对孙家洞遗址进行发掘。，田野工作于2012年9月底基本结束
2012年9月26日下午在整理钙化胶结块的第十水平层时，发现了3颗人类牙齿，包括2颗臼齿和1颗乳齿。
2012年10月16日在整理淘洗的化石标本时又发现2颗人类牙齿，同样出土在第十水平层，包括1颗乳齿和1颗门齿。
2012年10月18日上午在淘洗第十四层化石标本时，又发现1颗人类臼齿。
该遗址是一处非常重要的旧石器时代洞穴遗址，出土了人类牙齿化石，而以往在河南淅川、南召、卢氏等地发现的人类牙齿和头骨化石则没有明确的地层，此次发现是河南省境内首次在中更新世时期有明确地层出土的直立人牙齿化石，对于研究人类起源及演化有着重要的科学意义。该遗址的动物化石非常丰富，栾川又地处中国南北地理分界线附近，对于研究中国中更新世时期该过渡区域动物群的种类及特征有着重要的作用，同时为动物地理区系演化及古气候环境变迁提供了重要的信息。
该遗址的动物化石非常丰富，栾川又地处中国南北地理分界线附近，对于研究中国中更新世时期该过渡区域动物群的种类及特征有着重要的作用，同时为动物地理区系演化及古气候环境变迁提供了重要的信息。
2019年，孙家洞遗址列入第八批全国重点文物保护单位。
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