Karahantepe yerleşimi, Şanlıurfa'nın 55 kilometre doğusunda, Harran ve Viranşehir ovaları ile Tek Tek Dağları arasında yer almaktadır. Bölge halkı tarafından "Girê Keçel" (Türkçe tercümesi kel tepedir) olarak bilinen Karahantepe örenyeri, Tek Tek Dağları Milli Parkı içindeki arkeolojik alanda yer almaktadır. Örenyeri 1997 yılında keşfedilmesinin ardında ancak 2000 ve 2011 yıllarında “Göbeklitepe Kültürü ve Karahan Tepe Kazıları” projesi kapsamında İstanbul Üniversitesi tarafından Şanlıurfa Kent Kültür Envanteri kapsamında araştırılmıştır. Harran Ovası çevresinde bulunan Göbeklitepe, Hamzan Tepe ve Şanlıurfa Yeni Mahalle yerleşimleri gibi Karahantepe’nin kazı çalışmalarına ise 2017 yılında başlatılmıştır. Günümüzde Taş Tepeler Projesi çerçevesi bünyesinde yürütülen arkeolojik kazının yöneticisi, Prof. Dr. Necmi Karul’dur. 

Merkez, milattan önce yaklaşık olarak 9400 ile 8000 yılları arasında yerleşim görmüştür. Yakın çevrede bulunan Sefertepe, Göbeklitepe, Hamzantepe gibi bir PPN (Çanak-Çömleksiz Neolitik dönem) yerleşimi olan Karahantepe’nin kapladığı alan 60 dönümdür. Yani genişlik bakımından UNESCO Dünya Mirası Listesi'nde yer alan Göbeklitepe'nin yayıldığı alanın üç katıdır. Karahantepe'nin sadece akeramik neolitik dönemde (diğer adıyla çanak-çömleksiz  neolitik dönem ya da PPN) (yaklaşık olarak 1500 yıl boyunca) iskan edilmiştir. Karahantepe, komşu yerleşim yeri olan Göbeklitepe örenyeri gibi sadece PPN dönemde yerleşilmiş ve terkedilmeden önce onun gibi kasıtlı bir şekilde gömüldüğü tespit edilmiştir. Bu sayede yerleşim yeri daha sonraki tahribatlardan korumuştur.

2000 yılında Karahantepe'de yapılan araştırmalar sırasında, ana kayaya oyulmuş havza benzeri havuzlar ve çakmaktaşı, obsidiyen, nehir çakılı ve kireç taşından yapılmış önemli sayıda alet keşfedilmiştir. Buluntular mimari elemanlar, tasvirli buluntular ve küçük buluntular olarak kategorize edilir. Küçük buluntular arasında çakmaktaşı ve obsidiyenden yapılmış aletler, nehir çakılından yapılmış keskiler ve keserler, boncuklar, taş kap parçaları, öğütme taşları ve havanlar bulunur. 617 küçük buluntu ve 274 mimari buluntu vardır. Mimari buluntuların 266'sı yerinde T biçimli sütunların yanında insan ve değişik hayvan türlerinin betimlendiği kabartma ve heykeller çıkarılmıştır. Karahantepe'nin in-situ sütunları, Şanlıurfa bölgesindeki hiçbir Neolitik yerleşimde görülemeyen özelliklere sahip olduğu görülmektedir. Ancak, Nevali Çori ve Göbeklitepe’de olduğu gibi Karahantepe’de de benzer bir yerleşim planı bulunmaktadır. Yuvarlak planlı birçok insanın bir araya geldiği geniş özel yapılarının etrafında yine yuvarlak veya oval planlı tabanları zemine gömülü konutların olduğu keşfedilmiştir. 

Karahantepe'deki mimari ve küçük buluntular, çevredeki çağdaş merkezlerle benzer özellikler göstermektedir. Karahan Tepe'nin zemindeki sütunlarla birlikte mevcut görünümü, Göbeklitepe II katman sütunlarına çok benzemektedir. Tüm buluntular ışığında, Karahantepe'nin Göbeklitepe'nin üst katmanları ve Neval Çori'nin III. Katmanı ile çağdaş olduğu söylenebilir. Çayönü aletlerinin bulunmaması, bu yerleşimi Erken Çanak Çömlek Öncesi Neolitik B dönemine tarihlenmesine olanak vermektedir. 

Kazılarda ayrıca neolitik dönemin erken safhalarına ilişkin arkeobotanik verilere rastlanılmıştır. Tarıma henüz alınmış olabilecek bazı yabani buğday, arpa ve baklagil türlerinin tohumlarına rastlanılmıştır. Bu da bize yerleşikliğin başlangıcında insanların henüz avcı, toplayıcı bir yaşam sürdüğünü, zaman içinde de evcilleştirmeye ve tarıma başladıkları sorularına cevap niteliğindedir.