이 책은 독자들에게 고고자료에 대한 이러한 연구들을 단계적으로 소개할 수 있게끔 구성하였다. 우선 용어와 개념을 정리하는 것에서 시작하여, 학사(學史)적 관점에서 고고화학 분야를 간단하게 되짚어본다. 또한 이러한 연구들을 수행하는 대표적인 실험실들을 알아본다. 그 다음 장(chapter)은 고고학자들이 과거에 관해 알고 싶어 하는 것에는 어떠한 것들이 있는지 살펴본다. 이러한 대표적인 고고학적 질문들은 고고화학 연구의 방향성을 제시해준다.

제3장에서는 과거에 대한 고고학자들의 의문을 해결하기 위한 고고학 연구의 소재가 되는 고고자료들에는 어떠한 것들이 있는지 짚어본다. 다음 장은 고고화학에서 주로 수행되는 서로 다른 종류의 분석 및 연구(현미경, 원소 분석, 동위원소 분석, 유기물 분석, 무기물/화합물 분석)의 방법과 이에 사용되는 기기들에 관해 다룬다. 이 장에서는 여러 물질들의 화학적 특성, 서로 다른 분석 방법들의 기본원리와 기기들의 성능에 관해 과학적인 배경 지식이 없는 독자들의 이해를 돕기 위해 도면이나 사례들이 적극적으로 활용되었다.

이후의 장들에서는 고고화학이 할 수 있는 것들에 관해 알아본다. 먼저 자연과학적 분석을 통해 밝혀질 수 있는 고고학적 질문들을 고찰해 보고, 고고화학의 원리원칙과 목표에 관해 논한다. 그 이후 가장 중요하다고 할 수 있는, 과연 고고화학이 과거에 관해 어떠한 정보를 줄 수 있는가에 관해 본격적으로 다룬다. 이들 장에서 고고화학이 원자재 추적, 진위 판별, 기술, 기능, 환경, 기원, 인간 활동, 식생활 등과 같은 고고학의 주요 연구 분야에 어떠한 역할을 할 수 있는지 사례를 통해 살펴본다. 각각의 사례는 석기, 뼈, 토기, 토양, 무덤, 잔존유기물과 같은 고고자료를 다루고 있다. 근자에 수행되었던 매우 흥미로운 연구들-마야의 수도인 코판(Copan)의 초대 왕, 게티의 쿠로스상(Getty Kouros), 옥수수 농경의 확산, 터키 최초의 마을의 바닥 등-에 관해서도 역시 다룬다. 이러한 사례들은 고고학과 고고화학 연구를 흡사 탐정물과 같이 흥미롭게 만들어준다.

마지막 결론 장은 서로 다른 다양한 분석기법과 기기들이 활용되었던 한 사례에 관해 자세하게 살펴본다. 이탈리아 알프스에서 발견된 미라인 외치(Otzi)는 아마도 현시대에 가장 다양한 방법으로 조사된 고고학적 사례일 것이다. 이를 통해 고고화학이 과거에 관해 얼마나 많은 사실들을 알려줄 수 있는지 되짚어본다. 이 마지막 장은 새로운 연구방법과 앞으로 활용될 수 있는 연구법 등 고고화학 분야의 미래에 관한 내용도 포함하고 있다.

이 책의 활용성은 책의 곳곳에서 드러난다. 새로운 용어나 개념은 이들이 등장한 페이지에 반드시 그 정의를 함께 기술하였으며, 이를 취합하여 책의 가장 후반부 용어 해설란에 따로 정리하였다. 책에 사용되는 삽화들은 유용한 정보를 효과적으로 전달하고 독자들에게 흥미를 유발할 수 있게끔 그려졌다. 본문의 내용을 압축해야 할 필요가 있거나 개개의 내용들을 요약, 혹은 정리할 필요가 있는 경우 표가 첨가되었다. 책의 가장 후반부는 고고화학에 대한 부가적인 기술적 정보, 구체적인 실험 과정, 다양한 측정단위, 용어 해설, 색인 등의 내용을 담고 있다.

독자들이 이 책을 다 읽을 때쯤이면 고고화학 연구가 어떠한 방법으로 진행되는지, 그리고 우리가 고고화학을 통해 알게 된 것은 무엇인지를 알게 되고, 고고화학에 관해 보다 많은 것을 알고 싶어 하게 되기를 바란다.