Marco físico y geológico

En el norte de España, en la Meseta septentrional, se encuentra la Sierra de Atapuerca, un pequeño cerro de 1.085 m de altitud máxima, que se localiza a unos 15 km al Este de la ciudad de Burgos. La Sierra está rodeada por los ríos Pico, Vena y Arlanzón. Esta sierra forma parte de las últimas montañas del Sistema Ibérico, separada del borde meridional de la Cordillera Cantábrica por un corredor tectónico (conocido como el 'Estrecho de Burgos') que enlaza las depresiones terciarias de la Cuenca del Duero y la del Ebro, dos de los mayores ríos de España, constituyéndose en un paso natural de penetración hacia el interior de la Península Ibérica. Asímismo se sitúa en una encrucijada biogeográfica donde confluyen influencias climáticas mediterráneas, atlánticas y continentales, propiciando la coexistencia de una gran variedad de especies de flora y fauna y la presencia de un ecosistema (con gran diversidad de biotopos), que fue aprovechado por diferentes grupos humanos a lo largo del tiempo.

La Sierra de Atapuerca corresponde tectónicamente a un anticlinal tumbado con vergencia NE y de dirección ibérica NNW-SSE que se desarrolla en rocas calizas del Cretácico superior (entre 80 y 100 millones de años) de origen marino. En los bordes de la Sierra, apoyándose sobre las capas inclinadas de este anticlinal, aparecen materiales de edad terciaria (entre 25 y 5 millones de años) de origen continental, formados por conglomerados calizos y arcillas rojas del Oligoceno, sobre los que se superpone, más o menos horizontalmente, una secuencia litológica de margas, arcillas, yesos y paquetes calizos y margosos, propios del ambiente lacustre de la Cuenca del Duero. 

A finales del Plioceno e inicios del Pleistoceno el río Arlanzón comienza a excavar su valle fluvial, que presenta un perfil escalonado con 15 niveles de terrazas, fuertemente asimétrico a su paso por la Sierra de Atapuerca, cuya cumbre resaltaría apenas cincuenta metros sobre su terraza superior.