La lunga storia del territorio della Valdicecina è testimoniata, oltre che dagli edifici monumentali, da numerosi scavi archeologici che hanno riportato alla luce i resti di strutture antiche. Solo una parte di questi siti sono però accessibili al pubblico, molti di essi non sono infatti aperti alla visita. In molti casi questa scelta è dovuta alla scarsa visibilità di quello che è stato trovato. In altri casi i siti sono stati scavati e poi ricoperti.
Le tecniche costruttive, nel corso dei tempi, sono state molto varie e non sempre venivano usati materiali che sono sopravvissuti allo scorrere del tempo. Ad esempio la maggior parte degli edifici etruschi erano costruiti con pareti in argilla compressa e legno. I siti archeologici più significativi sono concentrati intorno a Volterra, dove è possibile ammirare sia l’Acropoli, dove sono conservati resti di un quartiere santuariale etrusco, le mura etrusche, un imponente opera architettonica realizzata con massicci blocchi di pietra, ma anche il complesso archeologico di Vallebuona, dove in epoca romana furono costruiti un importante teatro e un edificio termale.

Anche nel territorio però vi sono numerose testimonianze antiche, perlopiù si tratta di tombe etrusche scavate nel terreno, ve ne sono di interessanti sia a Pomarance che nei pressi di Montecastelli (Buca delle Fate). Sebbene si siano trovate, nel corso del tempo, anche tombe di altre epoche storiche, le tombe etrusche, essendo scavate nel terreno, si sono conservate meglio delle altre. Nell’alta valle del Cecina è stato rinvenuto un complesso termale dalla notevole estensione, di epoca etrusca, che era legato all’utilizzo salutistico delle numerose sorgenti termali che si trovavano nelle vicinanze e che di recente è stato reso accessibile ai visitatori.