Göbeklitepe’nin ilk keşfi, 1963 yılında İstanbul Üniversitesi ve Chicago üniversitelerince yürütülen yüzey araştırması projesinde olmuştur. Bölge doğal süreçte oluşmadığı belli olan birkaç tepe ve çakmak taşlarıyla kaplı olduğu için dikkat çekmiştir. Mezkûr yüzey araştırmaları sırasında höyüğün yüzeyinden ele geçen buluntuların yoğunluğundan yola çıkılarak, bölgenin Biris Mezarlığı (Epipaleolitik) ve Söğüt Tarlası 1 (Paleolitik ve Epipaleolitik), Söğüt Tarlası 2 (Çanak Çömleksiz Neolitik) gibi mühim yerleşimlerinden biri olabileceği sonucuna varıldı. Akademik anlamda ilk kez, 1980 yılında Peter Benedict tarafından yayımlanan Survey Work in Southeastern Anatolia adlı makalede bölgeden söz edildi. Ancak önemi tam anlamıyla anlaşılamadı. 1994 yılında Heidelberg Üniversitesinden Klaus Schmidt tarafından bölgede bir araştırma daha yapıldı. Bu araştırma sayesinde bölgenin arkeoloji ve tarih alanında önemi, anıtsal karakteristiği ortaya konuldu.

1995 yılında Şanlıurfa Müzesi başkanlığında ve İstanbul Alman Arkeoloji Enstitüsünden (DAI) Harald Hauptmann bilimsel danışmanlığında yüzey araştırması yapıldı ve 1996 yılında Prof. Dr. Klaus Schmidt bilimsel danışmanlığı ve Şanlıurfa Müzesi başkanlığında kazılar başladı. 2007 yılına kadar kazı çalışmaları Bakanlar Kurulu onayıyla Prof. Dr. Klaus Schmidt’in başkanlığında sürdürüldü. Bu dönemde kazılara paydaş olarak Alman Heidelberg Üniversitesi Tarihöncesi Enstitüsü de dahil edildi.

20. 07. 2014 tarihinde Prof. Dr. Klaus Schmidt’in ani ölümünden dolayı bu tarihten itibaren kazılar Şanlıurfa Arkeoloji Müzesi tarafından yürütülmektedir. Klaus Schmidt’e göre Göbeklitepe’de üç tarihi tabaka bulunmaktadır. Bunlar sırasıyla şöyledir;

I. Tabaka: En üstteki katmandır ve günümüz toprak seviyesini kapsamaktadır.

II. A. Tabaka: MÖ 8-9.000 arasını kapsayan dikilitaşlı köşeli yapılardır. Bu tabaka, kronolojik olarak Çanak-Çömleksiz Neolitik Çağ B evresine tarihlenmektedir. II. Tabakada dörtgen planlı yapılar tespit edilmiştir. Mezkûr yapılarla aynı döneme tarihlenen Nevali Çori’deki tapınakla inşa anlamda benzerliklerinden dolayı kült yapılar olduğuna kanaat getirilmiştir. Tabakanın en dikkat çeken unsurları olan dört dikilitaşın ikisinde birer aslan kabartması görülmektedir. Bundan dolayı bu bölüm aslanlı yapı olarak isimlendirildi.

II. B. Tabaka: Yuvarlak – Oval Yapıların bulunduğu katmandır. Bu bölüm Schmidt tarafından ara tabaka olarak değerlendirilmiştir. Çanak-Çömleksiz Neolitik Çağ A-B ara evresi olarak tarihlenen bu tabakanın mimari unsurları oval planda inşa edilmiştir.

III. Tabaka: MÖ 9-10 bin arasına tarihlenen bu bölümde Dikilitaşlı Dairesel Yapılar bulunmaktadır. Çanak-Çömleksiz Neolitik Çağ dönemine tarihlenen en alttaki bu tabaka Göbeklitepe’nin en önemli konteksti olarak değerlendirilmektedir.

Göbeklitepe İngiltere’de bulunan, ayın hareketlerini gözlemek maksadıyla yapıldığı düşünülen, MÖ 2.000 yılına tarihlenen Stonehenge’den 6.500 yıl öncesine tarihlenmektedir. Göbeklitepe’de bulunan, yaklaşık olarak MÖ 9.500 yılında yapıldığı düşünülen ve bir matematiksel sistemle sıralanan dairesel yapılar bilim insanlarını gerçekten şaşkına uğratmıştır. Bir kutsal alan olarak tasarlanan bu yapılar 90 bin metrekarelik bir alanı kaplamaktadır. Bu alan dünyada tespit edilen ilk tapınaktır. Kutsal alan olarak tasarlanan bu yapıların duvarları taştan örülüdür. Odalar içerisinde uzunlukları dört ile 5,5 metre arasında değişen “T” biçiminde abidevi ölçülerde yekpare taşlar vardır. Bu taşların ağırlıkları ortalama 10 tondur. İnsanlık tarihinde insan eliyle şekillendirilmiş bu büyüklükte taş blokların varlığı ve bu blokların üzerine işlenen domuz, tilki, boğa, yaban ördeği, kertenkele ve yılan gibi hayvan kabartmaları o dönem insanlarının yüksek bir sanat zevkinin bulunduğunun kanıtı niteliğindedir. Bununla birlikte “T” biçimli büyük taşlardan birinin üzerine üç boyutlu olarak işlenen aslan kabartması tam anlamıyla bir heykel formundadır. Schmidt’e göre heykel veya kabartma olarak karşımıza çıkan bu hayvan motiflerinin, insanların gündelik yaşantılarında önemli bir rol üstlenmelerine gerek yoktur. Bu süslemelerin yapılma amacının mitolojik ifadelere de dayanıyor olması muhtemeldir. Hayvan kabartmaları ile ilgili dikkat çeken diğer bir konu da taşlar üzerine işlenmiş bütün hayvan motifleri içinde memeli hayvanların hepsinin erkek şeklinde betimlenmiş olmasıdır. Hayvan motiflerinin tamamı, insan modellemelerinin çoğu erkek şeklinde tasvir edilmiştir. Kazı çalışmaları sırasında tespit edilen motiflerin sadece bir istisnası bulunmaktadır. Aslanlı sütun adı verilen levhada çıplak bir kadın betimlenmiştir.

Dikili taşlarda sadece hayvan motiflerine rastlanmamaktadır. Bazı dikilitaşların ön yüzünde iki şerit halinde uzanan ve uzunca bir kıyafet benzeri kabartmalar görülmektedir. Bu kabartmaların belirli günlerde giyilen kıyafeti temsil ettiği ve ayinler sırasında özel görevleri olan kimseler tarafından giyildiği düşünülmektedir. Klaus Schmidt’in tespitlerine göre açmanın göbeğinde bulunan iki dikilitaşın, mitolojide yaygın bir tema olması dolayısıyla ikiz veya en azından iki kardeşi sembolize etmesi olasıdır.

Göbeklitepe’nin en uç noktasında ziyaretgâh olarak bilinen bir türbenin varlığından dolayı Göbeklitepe Ziyareti olarak da anılmaktadır. Bu yükselti yaklaşık 1.000 metre uzunluğundaki bir kireç taşı düzlüğü üzerinde bulunmaktadır. Tepe noktasıyla bağlantılı taş ocaklarının mevcudiyeti, yapıda kullanılan malzemelerin buradan sağlandığının kanıtıdır. Bununla birlikte ana kayadan kesilmek suretiyle bu büyüklükte ve düzgünlükte taş çıkartılması taş teknolojisi konusunda Göbeklitepe insanlarının ne kadar gelişmiş olduklarının da göstergesidir. Çünkü bu büyüklükteki taşların kesilmesi ve kaldıraçlar yardımıyla ayrılması gerçekten büyük ustalık isteyen bir iştir. Bir taşın sökülüp, tapınak inşa alanına taşınması için yaklaşık 50 insan gücü gerekmekteydi. Bu kadar insanın bir arada iş görebilmesi için belirli bir sosyal disiplinin olması da şarttı. Ayrıca taşların üzerine işlenmiş süslemeler bize heykel ve resim yapabilen yetenekli sanatçıların varlığını da göstermektedir.

Neolitik dönem taş ocakları ve işliklerin yer aldığı kaya platosunun güney kesiminde Roma dönemine tarihlenen taş ocaklarının varlığı bölgede tarihsel anlamda bir sürekliliğin kanıtıdır. Kazılar sırasında sayıları 20 civarında olduğu tahmin edilen dairesel odalarda tahıl ürünleri depolanıyordu. Tahıllar kutsal alanın etrafında taştan yapılmış oraklar vasıtasıyla hasat ediliyor ve depolardan ihtiyacı olan insanlara dağıtılıyordu. Bu bağlamda Göbeklitepe bir bedel ödenmeden yardım amaçlayan mabetlerin ilki olma özelliğini de taşımaktadır.

Göbeklitepe’de mabet içerisinde bulunan taşların tıpkı Ana Tanrıça Kybele’nin sembolü olan kara taş gibi bir kutsiyetinin olup olmadığı bilinmemektedir. Fakat taşların mimari anlamda kutsal alanın bir parçası olmasından dolayı genel manada tahrip edilmemesi gereken bir kutsiyetinin olduğu tahmin edilebilmektedir.

Göbeklitepe’de dinsel seremoniler kuşkusuz din adına saygın bir otorite tarafından sağlanıyordu. Bu kişinin veya kişilerin kimler olduğu ve sosyal hayatta ne kadar etkili oldukları henüz bilinmemektedir. Fakat eldeki bulgular ışığında MÖ 9.500 yılında henüz yerleşik kültüre geçilmemesine rağmen insanların bir dinsel merkez etrafında toplu bir halde yaşadıkları ve uzmanlık isteyen işleri yaptıklarını anlayabiliyoruz. Bununla birlikte Göbeklitepe’de insanların dinsel kimliği olan, örgütleme konusunda yetenekli bir şahıs etrafında büyük kitleler halinde yaşadığı tahmin edilmektedir. Yüksek sanat isteyen kabartmalar, heykeller, resimlerin yanı sıra, mezarlar ve ölü kültünün bulunması öldükten sonra yaşamın devam edeceği inancının geçmişinin günümüzden 11.500 yıl öncesine kadar gittiğini bize göstermektedir.

Göbeklitepe tapınım alanının bir başka arkeolojik ve tarihi sonucu ise insanların yerleşik hayata geçmeden çok önce toplu ibadet ettikleri kutsal alanların varlığını ortaya koymasıdır. Farklı bir ifadeyle insanları yerleşik hayata zorlayan sebep tarımın bulunması ve hayvanların evcilleştirilmesi değil, dinsel inançlarıydı. Buradan başka bir çıkarım yaparsak, insanlarda ortak ahlaki normların, ilahiyat ve ahlak felsefesi gibi soyut düşünce sistematiğinin Mezolitik Çağ’a kadar geri götürülebileceği gerçeğidir. Çünkü Göbeklitepe’de inşa edilmiş bu kutsal mekân Mezolitik ve Neolitik Çağ’ın arasında bir geçiş dönemi kültürüdür.

Göbeklitepe, 2863 sayılı Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Kanunu’na tabidir ve Diyarbakır Kültür Varlıklarını Koruma Bölge Kurulu Müdürlüğü’nün 27.09.2005 tarihli ve 422 numaralı kararı ile Birinci Derece Arkeolojik Sit Alanı olarak tescil edilmiştir.

Göbeklitepe’de sürdürülen kazılarda, bölgenin turizme kazandırılması için yapıların ve bölgenin ortaya çıkarıldığı gibi korunmasına ve bir açık hava müzesi gibi sergilenmesine yönelik çalışmalar geliştirilmiştir. Yapıların korunması için Küresel Miraslar Fonu, 2010 yılında çok yıllıklı bir çalışma programı hazırlamıştır. Bu çerçevede proje ekibi için gereken tesislerin, ulaşım hatlarının ve park yerlerinin, ziyaretçi alanlarının yapımı, durumun gerektirdiği kadar geniş anlamda turizm altyapısının geliştirilmesi yönünde pek çok adım atılmıştır.

Göbeklitepe 2012 yılında UNESCO Dünya Miras Geçici Listesi’ne alınmıştır. 01. 07. 2018 yılında ise Dünya Miras Listesi’ne dahil edilmiştir. Göbeklitepe’den çıkan eserler Şanlıurfa Arkeoloji Müzesinde sergilenmektedir.