A Serra da Capivara representa um dos mais importantes patrimônios culturais pré-históricos. Na UC, encontra-se uma grande concentração de sítios arqueológicos com pinturas rupestres. Os vestígios humanos remontam a 60 mil anos. Estão cadastrados 912 sítios, dos quais 657 apresentam pinturas rupestres.
Pelo seu valor histórico e cultural, o Parque foi declarado em 1991 Patrimônio Cultural da Humanidade pela UNESCO.
Há 70 milhões de anos, a região era coberta pelo mar, segundo pesquisas científicas. Grandes animais rondavam em manadas de mastodontes, super-lhamas e bichos-preguiça chegavam a ter 8 metros de altura, segundo a arqueóloga Niède Guidon.
Encontrou-se no sítio arqueológico Boqueirão da Pedra Furada, vestígios do homo sapiens que datam de 50 mil anos – o que levantou a discussão sobre a teoria arqueológica sobre a vinda do homem do continente americano que teria saído da Ásia e atravessado a pé o estreito de Behring, entre 12 e 15 mil anos atrás.
