1934年，瑞典考古学者贝格曼首先对这个墓地进行了初步的发掘，贝格曼在这里发现了他认为是“世界上保存最完好的木乃伊”。1939年，他在斯德哥尔摩发表的《新疆考古研究》一书，对他在小河流域考古调查及发掘工作进行了详细的介绍。小河墓地宏大的规模、奇特的葬制、以及所蕴含的丰富的罗布泊早期文明的信息，引起了世界各地学者的广泛关注。
据伊弟利斯研究员介绍：小河墓地整体由数层上下叠压的墓葬及其它遗存构成，外观为在沙丘比较平缓的沙漠中突兀而起的一个椭圆形沙山。可以这样想象－－桌子上的一个馒头，而馒头上插满了筷子。沙山高出地表7.75米，面积2500平方米。
发掘前，沙山表面矗立着各类木柱140根，在墓地中部和墓地的西端各有一排保存较好的大体上呈南北走向的木栅墙，以中部的木栅墙为界可将墓地分为东西两区。
在2003年底至2004年初的发掘中，考古人员对墓地西区上部两层遗存进行了全面揭露，发掘墓葬33座，其中成人墓25座、儿童墓8座，获服饰保存完好的干尸15具、男性木尸1具、罕见的干尸与木尸相结合的尸体1具，发现两组重要的祭祀遗存，发掘和采集文物近千件，不少文物举世罕见。“一处墓葬出土如此多的干尸在世界范围内绝无仅有，而究竟还有多少目前仍不清楚”，伊弟利斯说。
