Exploration, fouille, cartographie de surface, relevé de bâtiment, transcription d’ archives, travaux de laboratoires, permettent de reconstituer la dynamique des vestiges et les techniques mises en œuvre. L'inventaire des caractéristiques physiques et environnementales d'un site est une partie fondamentale de l'étude du patrimoine industriel.
La recherche archéologique sur les sites industriels ou artisanaux anciens est un moyen fondamental d’étude. Elle est portée au même niveau de rigueur que lorsqu'elle s'applique à d’autres périodes de l’histoire. La géologie, et en particulier tout ce qui concerne les ressources minérales, leur genèse et leur dispersion, constitue un axe majeur de recherche.
Archéologie et archéométrie sont étroitement liées pour identifier ou dater les paysages, les établissements, les sites, les types d’implantations, les bâtiments, les structures, les machines et les processus.
Parmi les principaux axes méthodologiques :
- la géologie et la gîtologie
- l’exploration souterraine
- l’étude des sources textuelles
- la topographie
- la dendrochronologie