L’intérêt de l’abri tient à sa stratigraphie, c’est-à-dire à l’empilement de ses couches. De bas en haut, elles correspondent à l’Aurignacien ancien puis récent, au Gravettien, dont une phase finale, et au Solutréen. Chaque niveau garde les traces d’un groupe de chasseurs-cueilleurs différent, avec ses outils de pierre, ses restes de repas et ses foyers. C’est un véritable calendrier préhistorique, lisible dans la paroi.
L’abri doit aussi sa réputation à l’histoire de sa fouille. Dès 1953, le préhistorien américain Hallam Movius y installe un quadrillage rigoureux et fait pratiquer sur un site préhistorique français l’un des tout premiers essais de datation par le carbone 14. Après lui, des équipes du Muséum national d’histoire naturelle ont repris et affiné la lecture des niveaux. Le site appartient aujourd’hui à cette institution et reste un terrain de recherche.
Enfin, l’abri a livré des vestiges d’une grande variété : des ossements humains, de nombreux outils et près de deux mille fragments de peintures et de gravures, tombés de la paroi. Parmi eux, un bouquetin gravé, rattaché au Solutréen, fait partie des images les plus remarquables. L’ensemble montre que les habitants de l’abri ne se contentaient pas de survivre : ils fabriquaient, ornaient et enterraient aussi leurs morts.