Bugün Atatürk Barajı sularının derinliklerinde kalan Samsat Höyük, Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde, Aşağı Fırat bölümünde, Adıyaman kent merkezine 45 kilometre mesafede bulunmaktaydı. Eski Samsat, Atatürk Barajı’nın yapılmasıyla 05. 03. 1988 tarihinde boşaltılmış ve eski kentin 10 kilometre kuzeyinde yeni Samsat ilçe merkezi kurulmuştur. Höyük, deniz Seviyesinden yaklaşık 500 metre yükseklikte, kuzey-güney doğrultusunda 250 metre uzunluğunda, doğu-batı yönünde 150 metre genişliğinde ve çevresindeki ovadan yaklaşık 50-60 metre yüksekte yer almaktaydı.

Harran, Gritille, Kinet Höyük ve Korucutepe gibi yerleşimlere komşu olan Samsat Höyük’teki ilk kazı çalışmaları 1964 ve 1967 yıllarında Amerikalı arkeolog Thresa Goell tarafından yapılmıştır. Bu kazılar üç aylık süreçler halinde devam etmiş ve özellikle höyüğün Batı yamacında sikkeler, seramikler ve cam buluntular elde edilmiştir. Ancak bu dönemin asıl buluntusu mutfak, kiler ve iç içe verilmiş çeşitli odalar ile ortaya çıkarılan saray yapısıdır. Thresa Goell tarafından yapılan kazılar sırasında elde edilen buluntular Adıyaman, Gaziantep ve Ankara Anadolu Medeniyetleri Müzelerinde yer almaktadır.

Bundan sonra 1978-1979 yıllarında Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından yürütülen Aşağı Fırat Bölgesi Kurtarma Kazıları Projesi'nin dahilinde 1978-1989 yıllarında Ankara Üniversitesi Dil ve Tarih Coğrafya öğretim üyesi Prof. Dr. Nimet Özgüç’ün başkanlığında 10 kazı mevsimi süren kazılar yapılmıştır.

Bu kazılar neticesinde Samsat’ın yaklaşık 6000 yıllık tarihi serüveni gün yüzüne çıkarılmıştır. Özgüç’ün yaptığı kazıların sonuçları itibariyle Samsat’ın tarihsel gelişimini Geç Kalkolitik Çağ’a kadar indirilebilmiştir. Kazılar sırasında elde edilen bu döneme ait üç evin taş temelleri Samsat Höyük’ün ilk yerleşim alanları olarak kabul edilebilir. Ayrıca bu döneme ait seramikler, taş ve maden eserler, ağırşak ve boncuklar, çakmaktaşlarından silah ve aletler ve damga mühürler bu dönemin buluntuları arasında olup Adıyaman Müzesi’nde bulunmaktadır. İlk Tunç Çağı’na ait sokak dokusu ve evler gibi mimari kalıntılar ile küçük buluntular elde edilmiştir. MÖ 2000-1750 Asur Ticaret Kolonileri Çağı’na ait taş döşeli sokak ile evler ve mezar yapılarının ortaya çıkarılmasının yanında çok sayıda küçük buluntu da Adıyaman Müzesi’ne teslim edilmiştir. Hitit İmparatorluk Çağı ile Geç ve Orta Tunç Çağları’na ait sur kalıntıları, taş kabartma ve yazıtlar gibi buluntular da bu dönem kazılarında ortaya çıkarılmıştır. Adıyaman Müzesi’ne taşınan Erken Hellenistik Devire ait heykeller ve seramiklerin yanı sıra bu döneme ait sütunlu yapı ve sunak kutsal alanları ile Geç Hellenistik Devre ait I. Antiochos’un babası Mitradates Kallinikos tarafından yaptırıldığı düşünülen saraya ait mozaikler, sikkeler ve freskler de müzeye taşınmıştır. Kommagene Krallık Sarayı ve bu sarayda bulunan I. Mithradates ile Kommagene’nin son kralı IV. Antiochos Epiphanes’e ait bronz sikkeler ele geçirildi. Samsat Höyük, Roma dönemine ait mimari buluntuları ile de oldukça önem arz etmektedir. Dört köşeli Roma yapısı olarak isimlendirilen yapı Kommagene Sarayı’nın mozaiklerle döşenmiş avlusunun ortasına inşa edilmiştir. Ayrıca sur, bazilika ve hamam gibi farklı işlevli yapılar da ortaya çıkarılmıştır. Mimari buluntuların yanı sıra çok sayıda sikke, seramik ve cam eşya gibi küçük buluntular da ele geçirilmiştir. Ortaçağ’a gelindiğinde Samsat’ın siyasi anlamda bir kaos yaşadığı söylenebilir. Roma, Bizans, Haçlılar, Eyyübiler, Memlükler, Selçuklular gibi birçok farklı devlet tarafından sürekli işgal edilen kentin bu hali buluntuların karmaşık veya bir arada ele geçirilmesi ile de pekişmektedir. Ortaçağ katmanlarında Abbasi dönemine ait bir define, mozaik tabanlı Bizans yapısı, Roma dönemine ait olup Bizans döneminde onarılıp aynen kullanılan bazilika ve hamam, Haçlı kabartmaları, İslami dönemlere ait surlar, hamam ve konut alanları gibi mimari buluntuların yanında çok sayıda sikke, cam ve seramik buluntu ele geçirilip müzeye teslim edildi. Kazıyı gerçekleştiren N. Özgüç’ün eserinde bahsettiği gibi kazıların sonunda Adıyaman Müzesi’ne teslim edilen eser sayısı 3.347’dir. Ancak bunlara yüzlerce kasa halinde tasniflenmiş cam, seramik, ok ucu, mozaik ve fresk parçaları da eklenince Samsat Höyük’ün tarihi süreç içindeki önemi çok daha fazla anlaşılmaktadır.

Çok eski bir tarihi geçmişe sahip olan Samsat, Geç Kalkolitik Çağ’dan itibaren Hahhum, Hitit İmparatorluk çağında Hahha, Demir, Geç ve Orta Tunç Çağlarında Kumaha, Kummuh, Kimuhu, Roma ve Hellenistik Dönemde Samosata, Ortaçağ’da ise Şemişat, Sumeysat, Sumaysat, Kala’ah at tin (Toprakkale) isimleri ile bilinmekteydi.

Samsat’ın tarihsel geçmişinin bu kadar gelişmiş ve eski olmasının en büyük sebebi coğrafyalar arasında doğal bir sınır oluşturan Fırat Nehri’nin bu bölgede kolay bir geçit vermesi ile birlikte önemli askeri ve ticaret yollarının kavşak noktası olması ile açıklanmaktadır. Samsat, Hititler, Hurriler, Asurlular, Urartular, Babiller, Aramiler, Medler, Persler, Grekler, Roma ve Bizanslılar, Ermeniler, Haçlılar, Emeviler, Abbasiler, Hamdaniler, Selçuklular, Artuklular, Eyyubiler, Memlukler ve nihayet Osmanlıların egemenlikleri altında çeşitli dönemlerde yönetilmiştir.