中卫地区发现的新石器时代文化遗址有数十处，主要分布于海原县境内临水向阳的黄土台地或梁、峁上，以及沙坡头区境内的长流水、一碗泉、营盘水、沙坡头、荒草湖、碱碱湖、北长滩、葡萄墩等地，另外在大麦地岩画分布区也有发现。

中卫地区新石器时代文化遗址中，一个典型的特征是细石器与打制、磨制石器与陶器共存，而且十分丰富。从遗址中采集的石核上遗留的条状剥离痕和细石叶、石镟等石器的宽长比例来分析，当时制作细石器的间接压剥技术和台面的修整技术已被熟练掌握，并达到了较高的水平。细石器制作工艺自旧石器时代晚期开始，跨越了整个新石器时代，说明细石器制作工艺在中卫地区延续了相当长的时间。

1980年，从宁夏灵武水洞沟遗址上部含细石器和陶片的全新世地层测得的年代表明，宁夏境内包括长流水遗址在内的细石器文化遗存，有相当一部分的年代为距今5000年左右。中卫地区的气候、地理环境决定了这一地区的原始先民必须选择采集、狩猎作为他们主要的食物来源，以至于进入到新石器时代，这一获取食物来源的方式仍占主导地位，从而使细石器的制作工艺得以延续，长期地发展。

中卫地区的新石器时代文化中，海原县的菜园类型以种植农业为主，而沙坡头区的半山类型、马厂类型则以畜养、采集和狩猎经济为主，农业种植为辅。细小的细石器是中卫先民生存的主要工具，锋利的石斧表现出石器磨制工艺上的先进性。而磨盘、磨棒上留下了研磨草籽谷物的永久记忆，彩陶纹饰透射出先民们的审美追求。

细石器是北方草原文化早期遗存的一个主要特征，中卫地区又是北方草原文化与马家窑农业文化的交汇地带，所以中卫地区的新石器时代文化，对研究两种文化之间的关系，乃至北方草原文化尤其是畜牧业的起源，无疑具有重要的作用。

菜园新石器时代文化遗址位于海原县城西南10公里处的菜园村南山梁坡地，遗址地处南华山北麓、距今约4800—3900年。遗址类型在时间上相当于马家窑文化“石岭下类型”“马家窑类型”以及“半山文化类型”。

1984年文物普查时发现菜园文化遗址。1985年5月，宁夏文物考古研究所（原宁夏博物馆考古队）对遗址内的切刀把墓葬进行试掘，并在周边又发现三处新石器时代遗址和三处墓葬。1985年秋季，对遗址、墓葬进行科学系统地发掘。1987年，中国历史博物馆考古部和北大考古系参加了遗存发掘，到1988年底发掘工作暂告结束。连续四年的发掘，共布探方297个，总揭露面积6921平方米，发掘墓葬138座，房址15座，窑穴灰坑65个，窑址1座，出土各类完整或可辨器物5000余件，主要为石、陶、骨等生产工具、生活器皿及其他装饰品，其文化内涵揭示这里是一处自成体系的原始土著文化——菜园文化。

其中的林子梁遗址窑洞式房屋保存之完整，是中国建筑史上罕见的，它为研究和复原中国原始社会窑洞式建筑结构提供了实证。出土的器物对研究西北地区新石器时代文化有重要价值。2006年5月，菜园文化遗址被公布为全国重点文物保护单位。

黄羊湾岩画位于中宁县余丁乡黄羊村北山的黄羊湾。在约一平方公里的范围内，共发现岩画400多幅。刻画内容主要为羊、牛、马、虎、狼、蛇、龟、鸟等动物；以人物为主的人头像、骑马、射猎、舞蹈、手印、足印等。刻制方法有敲击、凿刻、磨刻等三种。其刻制年代，上限为旧石器时代晚期，较晚的为宋元时期。20世纪80年代末，附近村民在此炸山采石，近百幅岩画被炸毁，部分刻于小石块上的单体岩画遭到外来人员撬盗，目前仅存300余幅。2005年9月公布为自治区级文物保护单位。

石马湾岩画位于中宁县石空镇高山寺村北山的笈沟。在一条东西走向的山沟崖壁上，刻有各种岩画图案100多幅。刻画内容主要为羊、牛、马、虎、狼、蛇、龟、鸟等动物，以及以人物为主的头像、骑马、射猎、舞蹈、手印、足印等，此外还发现了三个西夏文字。其刻制方法有敲击、凿刻、磨刻等三种。刻制年代自旧石器时代晚期至宋元时期。由于该岩画区地处深山，远离人居，少人知晓，至今保存较好。2005年9月公布为自治区级文物保护单位。

长流水古文化遗址位于沙坡头区迎水桥镇西约25公里处的长流水村庄西侧。20世纪50年代末，由甘肃省考古队配合包兰铁路工程调查时发现。遗址分布在长流水河谷南北两侧的台地上，台地高出河床约15米，依地势分成南、北两个遗址区，总面积24万平方米，遗址地表打制石器、磨制石器及陶片含量丰富。该遗址文化从旧石器时代晚期一直延续到新石器时代。2005年公布为市级文物保护单位。

孟家湾古文化遗址位于沙坡头区迎水桥镇孟家湾村西北台地之上，长流水河谷从遗址中部穿过，分布范围东西长约1.3公里，南北宽约0.6公里。遗址地表细石器含量十分丰富，磨制石器和较大的打制石器零星分布。采集的彩陶片具有马家窑文化半山类型的特点。在距地表约80厘米的冲沟断层中还发现含有石器的文化层。2005年公布为市级文物保护单位。

沙塘古文化遗址位于沙坡头区常乐镇沙塘村北，面积18万平方米，四面环山。遗址内散布较多的石磨棒、石磨盘、穿孔石刀、刮削器及石箭头等，考古发现少量泥质红陶片、彩陶片，器型有罐、钵、瓶等。该遗址北侧有天然泉水，四周土地肥沃，为古人类生存提供了必要条件。采集遗物类型与长流水古文化遗址基本相同，但未发现细石器，当属新石器时代马家窑文化遗存。该遗址文化延续时间较长，除发现新石器时代遗存、春秋战国墓葬外，还发现部分汉代遗存。2005年公布为市级文物保护单位。

在中卫地区的新石器时代遗址中出土的许多磨制石器的器型与同期中原农业种植区的磨制石器相较，显得更为纤小，通体磨光的小石斧和小石凿是其代表性的器物，这与该地区地理环境的局限和牧猎经济的发展有着很大的关系。而石磨盘、石磨棒的大量发现，说明当时人类在采集牧猎的同时，还进行着一定的农业生产。