Souvent comparée à un livre contenant les archives de l'histoire des premiers hommes dont la lecture entraînerait l'effacement des pages les unes après les autres, la fouille est une opération irréversible. La restitution très précise de chaque couche et des objets qui s'y trouvaient nécessite un système minutieux de repérage et de relevé.
Un site archéologique se fouille avec précaution et méthode. La fouille est parfaitement organisée. À la Caune de l’Arago, un carroyage est mis en place avant avril 1964, au début du chantier de fouille, afin de permettre le repérage au sol des différents objets. Il consiste en une projection au sol, au moyen de fils à plomb, d’un plan horizontal subdivisé en surfaces d’un mètre carré, recevant toutes une lettre et un chiffre, comme sur une grille de bataille navale.
Chaque fouilleur travaille sur la projection au sol d’un mètre carré. L'objectif est de dégager les objets contemporains jusqu'à leur base et de mettre en évidence un niveau d'occupation humaine sur toute la surface du carré. Carré après carré, la totalité de la surface abandonnée par l’homme préhistorique est exhumée et visible dans son ensemble. Elle est alors photographiée, filmée, voire moulée ou numérisée.
À l'échelle du gisement, chaque niveau archéologique porte une lettre. Dans la zone fouillée, les couches d'objets superposées sont identifiées par un code comprenant la lettre du carré, le nombre correspondant au chiffre puis la lettre du niveau archéologique majeur ainsi que le numéro d'ordre des lits d'objets rencontrés dans cette zone.
