Karahöyük’te ilk bilimsel kazı çalışmaları 1953 yılında Sedat Alp ve Ekrem Akurgal’ın eş başkanlığında başlanmıştır. Sonrasında Sedat Alp 1994 yılına kadar kazıları sürdürmüştür. Karahöyük 4-6 metre yüksekliğinde yerleşim çapı 1000x500 metre ölçülerinde olup İç Anadolu Bölgesi’nin en büyük höyüklerindendir. Alan birinci derece arkeolojik sit alanı olarak tescillenmiştir.

Karahöyük, Hititlerin Anadolu’ya gelişleri, medeniyetlerinin gelişim aşamaları, imparatorluğun yıkılış problemleri gibi konuları açıklamak için ele alınarak kazı çalışmalarına başlanmıştır. Kazılar sonucunda yerleşim tabakaları tespit edilmiştir. Orta Tunç Çağı (Asur Ticaret Kolonileri), İlk Tunç Çağı, Kalkolitik Çağ’a ait maddi kültür verileri ortaya çıkarıldı. Karahöyük’te esas belirgin yerleşmeler İlk Tunç Çağı'na (MÖ 3200/3300-2000) aittir. Bilim dünyasındaki önemi Orta Tunç Çağı tabakalarıdır. Asur ticaret kolonileri dönemine denk gelen bu çağ (MÖ 2000 yılının ilk çeyreği) önemli buluntular sunmaktadır. Asur Ticaret Kolonileri döneminde yerleşmenin kuleli, anıtsal kapılı, kalın sur duvarı ile çevrili olduğu bulunmuştur. Kazılarda özellikle çanak çömlekler önemli buluntuları oluşturmaktadır. Kazılarda ele geçen mühür çeşitliliği de önemlidir. Karahöyük’te ayrıca kil kapatmalar, tıkaçlar, bullalar, yarım ay biçiminde aletler, piramit şeklinde ağırlıklar, hayvan şekilli terrakotalar, ocaklar, altarlar, madeni aletler ele geçmiştir. Bu eserlerin bir kısmı günümüzde Konya Arkeoloji Müzesi’nde sergilenmektedir.