大地湾是中国彩陶的故乡，不仅中国最早的彩陶诞生在大地湾，而且彩陶文化最灿烂最辉煌的高峰期也在大地湾。大地湾彩陶堪称世界艺术史上的奇葩！
大地湾考古成果表明，仰韶文化时期大地湾制陶业已相当发达，特别是到了大地湾仰韶文化中期，原始先民已将制陶技术推进到了炉火纯青的程度。
大地湾遗址出土的人头器口彩陶瓶，被誉为“大地湾女神”。它是甘肃省博物馆所藏国家一级文物中，外展率和被引用率最高的一件。
这件陶器通高31．8厘米，腹径为14．7厘米，器表细密光滑，为土红色。其造型呈葫芦状，葫芦的上部设计为人头，下部夸张地表现成了人体。人头顶部开有器口，头部采用雕塑、镂孔、阴刻等技法，圆雕成一位女性头像。其齐颈的长发顺披耳后，掩眉的短发疏垂额际，这可以说是中国妇女“刘海”发式的最早造型。这位女性鸭蛋形的面部造型独特生动，五官位置安排准确，比例把握恰当。她那丰满的颧骨、棱垂的鼻翼、短平的下巴、微张的小嘴，当是黄种人的典型脸庞；而那镂空的双目，穿孔的两耳，又使它平添几分女性的柔媚。彩陶的纹饰绘在葫芦下部的陶身上，分上、中、下三层。主题花纹分两部分：一部分由两个弧三角形对接组成圆圈，内填充垂弧纹和弧线；另一部分由斜直线及左右相向的凸弧、垂弧纹、上下相对的小凹三角纹构成。其笔意舒放，无拘无束，柔和亮丽，颇具诗意。
这件颈项舒缓、人头形器口与长匏形瓶身相配，看上去恰似一孕妇形象的彩陶雕塑品，是一件具有很高文物价值和艺术价值、确属国家级保护文物的艺术珍品。其文化属性，被认定为仰韶文化庙底沟类型或称为大地湾仰韶文化中期，年代确定为距今6000年以内。近又有学者提出，应为仰韶文化早期类型，年代距今6200年～6000年。
大地湾仰韶文化早期尚处于母系氏族社会阶段。由于原始先民对人的孕育原理尚不清楚，认为人是女人造的，加之生产条件落后，生育存活率低，故是时部族群体盛行的生殖崇拜表现为母性崇拜。而匏实，在我国古代民俗文化中，又一直被视作繁衍生殖的象征物。人头器口彩陶瓶塑造的是一位身着花衣的怀孕少妇形象，寓含着祈求人口繁衍的精神信念，具有图腾崇拜的神圣性。
特大鱼纹彩陶盆、四虎护鱼纹壶等陶器，与人头器口彩陶瓶一样，也代表了大地湾仰韶彩陶鼎盛时期最高的艺术成就。特大鱼纹彩陶盆，为大地湾文化早期陶器，口径50．2厘米，卷折唇，曲折腹，圜底，口沿下绘有一周鱼纹，这件器物形象逼真，图案流畅，制作精美，堪称同类器物之冠。四虎护鱼纹壶，为大地湾仰韶文化晚期陶器，其腹部一侧绘二虎凝视对峙，另一侧绘两虎仔相互跃起嬉闹，生动有趣，妙然天成。像四虎护鱼纹壶这样的原始绘画陶器，全国目前仅两三件，而作为“虎画”，大地湾是迄今我国发现最早的。
大地湾遗址首次大规模发掘，除了出土4000多件精美的陶器，还出土了大量的玉器、石器、骨器和蚌器等。
玉器共15件。其中凿、锛等生产用器共9件，坠饰、笄、镯等装饰性玉器共6件。玉器质地早期、中期有青玉、鸳鸯玉、白玉、绿玉、墨玉、汉白玉等。在早晚期遗址中还发现有和甘肃武山鸳鸯玉类似的甘肃蛇纹石玉。玉器的工艺较原始，磨制、素面、钻孔。器形单纯朴实，重视实用功能。凿、锛有刃锋利，坠类多呈圆形、椭圆形，或随原玉石的形态稍加琢磨。笄似钉型，有椭圆形帽。玉镯管状束腰，均不加图案装饰。1982年大地湾遗址第九区仰韶文化晚期遗存出土2件汉白玉坠。其一陀螺形，近底部有一圈凹槽，底面上钻一斜孔从槽面穿出。底径1厘米，孔径0．3厘米，高2．1厘米。其二胆形，上部有一钻孔，径1厘米，孔径0．3厘米，最厚0．6厘米。
大地湾仰韶文化玉器主要为小型雕刻工具及装饰用的首饰等类。玉器的使用范围狭窄，在人们社会活动中的功能仅仅限于个人实用和审美两个方面上，其社会性尚弱，不够鲜明，其数量、质地、工艺尚不具备仪卫、祭祀等礼器功能，说明大地湾仰韶玉器文化还处于比较低级的阶段。但是，玉器由生产工具和装饰用具向礼器功能转化在仰韶晚期的玉器中已出现端倪。1980年，大地湾遗址第五发掘区仰韶文化晚期F405房址出土汉白玉饰物1件，其上半部向外圆突，下部急收成曲腹形，底部较小，中间穿一蛇口圆孔，通体打磨光洁，顶部沿圆孔绘一圈红彩线，俯视为圆环状；它通高4．2厘米，上径7厘米，下径5．1厘米，最大腹径10．3厘米，孔径4．2厘米。这件玉饰物应是权杖头饰，象征着氏族首领的权力和地位。
石器共1800件。大地湾一期的石器多为打制，磨制和琢制较少。器形有刀、铲、斧、锛、弹丸、敲砸器、刮削器、磨石和细小的石英片等。石刀呈半圆形，扁而薄，圆刃，有明显的加工和使用痕迹；背部较平坦且厚，采用打制、磨制或琢制，双面加工成刃。石铲呈长方形、近似长方形或近方形，器形扁平规整，磨制光滑，双面利刃。石锛呈梯形，利用上窄下宽的自然石条将下端稍加打制而成，单面刃，石质坚硬，通体磨制精细。石斧呈紫灰色、黑色或灰绿色，磨制或打琢而成，一般为长方形或肩部稍窄、刃部稍宽的梯形，较厚，通体磨光，两面刃，刃锋呈弧形。石凿多为长方形、长条形或梭形，单面刃或两面刃，通体磨光。刮削器系打制而成。敲砸器为磨制，呈圆形或扁圆形，器形粗厚。磨石均为浅红色砂岩，磨用痕迹明显。石纺轮呈切削圆柱形，中间钻孔。
大地湾仰韶文化石器包括生产用具和加工工具两大类。生产用具主要有石斧、石刀、石锛、石凿、石铲、石纺轮、石蛋丸等。加工工具主要有磨石、研磨器等。石器均为磨制。质料多为板岩、粗砂岩、细砂岩、石英岩等。石器种类的增多和制作工艺的提高，反映了锄耕农业的不断发展和社会生产力的不断提高。
骨器共有1600余件。大地湾一期骨器的原料多为兽骨的骨片和骨管，包括猪下颌骨和兽骨板。器形有针、镞、锥、凿和刮削器等，多数只在刃部或使用部分磨制加工。锥为兽骨磨制，长11．5厘米；骨针呈扁圆体，通身磨光，有一长0．2厘米、宽0．1厘米的针孔。骨镞小而细长，中间微凸。骨凿由兽肢骨制成，条状，一面内凹，下端一面有刃。角锥用完整的鹿角磨制而成。
大地湾仰韶文化骨器数量增多，原料多为猪、鹿、羚羊、牛和一些啮齿类动物的兽骨。器形主要是骨锥、角锥、骨镞。骨锥依用材和形制分为五式：一是利用动物尺骨的自然形状加工而成，在下端磨出一个尖锥，器形较大。二是利用动物的大形管状骨劈裂后加工而成，一端磨出一个尖锥，器形较扁宽、较粗糙。三是利用动物的肋骨粗制而成，一端磨出一个尖锥，器形一般较小。四是利用动物的肋骨精制而成，锥尖锐利。五是利用较大型动物的肋骨精磨而成，两头带尖。骨镞有的翼略呈三角形，带铤制作粗糙。有的翼略呈四棱锥形，铤区分不明显，圆锥状。
蚌器和装饰品共有360余件。主要有蚌珠、蚌壳、穿孔兽牙，蜗牛壳、蚌环、陶笄、骨笄、石环、陶环、饰片、汉白玉坠等，制作以小巧精细为特征。