L'analyse et l'interprétation des données archéologiques font appel à une variété d'analyses spécialisées. Réalisées tantôt par des membres de l'équipe permanente d'Ethnoscop, tantôt par des collaborateurs, ces analyses bénéficient des avancées techniques et scientifiques de disciplines connexes. Elles constituent un apport essentiel à la reconstitution de la vie des populations anciennes, de leurs comportements et de leurs rapports à l'environnement.
L'inventaire des artefacts et écofacts mis au jour lors des interventions sur le terrain vise à caractériser l'occupation ancienne des sites expertisés et à en préciser la chronologie au moyen d'une identification de chaque témoin matériel sur la base du matériau, du type d'objet auquel il est rattaché et de sa fonction. L'inventaire permet également d'identifier certains témoins matériels qui pourraient faire l'objet d'un traitement particulier (par exemple une restauration). Une fois ce premier volet de l'expertise en culture matérielle complété, une analyse plus approfondie peut être consacrée à certains artefacts, sélectionnés principalement sur la base de leur intérêt documentaire, de leur rareté, de leur bon état de conservation ou de leur signification particulière pour le site.
Les analyses en géomorphologie permettent de reconstituer les événements géologiques, anciens et récents, à l'origine des formes du paysage et de la mise en place des dépôts meubles. La photo-interprétation, l'analyse des cartes et plans anciens et les relevés de terrain constituent les outils de base pour l’étude du milieu biophysique dans le cadre d'une étude de potentiel archéologique. Ils favorisent l'identification des zones à potentiel archéologique en déterminant les qualités d’accueil du paysage ancien et permettent de situer une aire d'étude dans son cadre local, régional et interrégional.
Les squelettes qui sont trouvés dans les anciens cimetières sont les dépositaires des caractères biologiques de nos ancêtres. Un examen macroscopique des ossements prélevés sur ces sites, auquel pourront se combiner des études spécialisées telles que l'analyse isotopique et l'analyse d'ADN, permettent de documenter la stature des individus inhumés, leur robustesse, l’ampleur des différences entre hommes et femmes, leur âge au décès, les maladies qui les affligeaient, leur alimentation, la croissance des enfants, etc. Les données individuelles sont par la suite regroupées et traitées, de manière à dégager des traits qui caractérisent le groupe d’individus à l’étude et à dépeindre la biologie de la communauté dont ils sont issus.
L’analyse des macro-restes végétaux ainsi que les restes d’insectes permettent d'identifier les espèces végétales qui se retrouvaient dans l‘environnement d’un site et, par conséquent, de mieux saisir les interrelations que les habitants d'un secteur entretenaient avec leur environnement végétal (usage de l'espace, gestion et exploitation des ressources, habitudes alimentaires, échanges). Les pollens peuvent également apporter des renseignements sur les changements dans l’environnement à l’échelle géologique.
L'analyse des restes fauniques couvre un vaste champ d'enquête : identification et quantification des espèces animales, des parties anatomiques représentées ou des marques témoignant des modes d'acquisition ou de consommation par les humains, ou encore étude des processus qui s'opèrent pendant et après la déposition (ou le rejet) des restes osseux. Les données fournies par ce type d'étude contribuent à reconstituer l'environnement d'un site à travers le temps et à comprendre les rapports entre l'humain et la faune. Elles peuvent également s'avérer des marqueurs très utiles du statut socio-économique des anciens occupants d'un secteur, de leurs stratégies d'acquisition de ressources, de leurs habitudes de consommation, etc.