考古學的分支學科，以田野考古發掘和調查所獲得的美術遺跡和遺物為研究物件。它從歷史科學的立場出發，依據層位學、類型學等考古學研究方法，結合古代文獻以及傳世的有關遺物，闡明美術的產生、發展過程，以及與物質文化發展的聯繫，為人類文化史研究提供準確可靠的實物例證。美術考古學的研究範圍及物件，有時與美術史相同，但研究方法和研究目的則具有質的差別。
在世界範圍內，近代考古學的萌發，與歐洲文藝復興後人們對希臘、羅馬等古典美術品的收集關關系密切。隨著考古學逐漸發展成一門嚴謹的科學，作為考古學分支的美術考古學，才與從審美的觀念研究美術的美術史區別開來。中國的田野考古發掘工作，始於20世紀20年代周口店舊石器時代遺址的發掘，歷史較短。以田野考古調查發掘為基礎的美術考古學，則是在以後才開始的。1949年後，隨著考古事業的空前發展，中國美術考古學逐漸成長，但是至今還缺乏系統的深入的學術研究，尚未形成完整的體系。
美術考古學研究的年代范圍，上起舊石器時代，下迄各歷史時代，所以它既屬於史前考古學的范圍，也屬於歷史考古學的范圍。但其研究重點，主要在宋元時期以前。宋元以後，由於歷史文獻日益豐富，存世遺物品類繁多，田野考古的重要性相對降低，因此在美術考古研究中不再占主要位置。
美術考古學研究的主要內容，可以概括為建築、繪畫、雕塑、工藝美術和宗教美術5類。
建築 古代建築遺存，從史前時期的居址到封建時代的城市，都是田野考古調查發掘的主要內容，以究明其建築技術、工藝結構、平面佈局、實用功能、藝術裝飾和時代風格，借以復原當時的社會面貌。從美術考古的角度，更著重於建築的裝飾和風格，例如中國古代建築特征之一是鋪設屋瓦，出現瞭獨特的遮擋簷頭筒瓦前端的瓦當，從西周時出現的是半瓦當，到戰國晚期改為圓瓦當，一直延用到宋元以後，瓦當上的裝飾圖案的發展演變，就是美術考古的研究內容。
與建築的發展演變密切關聯的室內傢具，從萌發到發展高峰的明式傢具的發展過程，反映著中國民族習俗和文化傳統，是復原社會面貌的重要實物標本，也是美術考古的研究內容。
繪畫 美術考古對於繪畫的研究，主要集中在3個方面：巖畫、建築壁畫和墓室壁畫。中國古代巖畫，主要分佈在內蒙古、甘肅、新疆、廣西等省區，多與古代少數民族的活動有關，時代從史前到歷史時期都有。
中國古代建築壁畫，主要保存於田野考古發掘的古代建築遺跡之中，如甘肅新石器時代房址地面繪畫、安陽殷墟房址中的壁畫殘跡、陜西西周遺址的壁畫殘跡、秦都咸陽宮殿址壁畫遺存等。此外，在封建社會晚期的一些寺廟壁畫中，也保存有反映當時社會生活習俗的精美畫面，例如永樂宮的元代壁畫。
中國古代墓室壁畫，是田野考古發掘中獲得的數量最多的繪畫作品。主要保存於兩漢至宋元時代的地下墓室之中，以繪於磚砌墓室壁面上的為最多，也有繪於石壁或土壁上的，多是先塗以灰，然後再繪畫施彩。由於時代不同，壁畫的題材和風格各異。唐以前的繪畫作品傳世極少，因此豐富的墓室壁畫成為復原漢代以來中國繪畫風貌的主要依據。墓室壁畫還派生出過兩種特殊的藝術形式，即畫像石和畫像磚。畫像石出現於西漢末年，流行於東漢時期，主要分佈在今山東、河南、江蘇、陜西、四川等省，是借用刻石技法的一種特殊的墓室壁畫，雖因時間先後和地域不同因而刻石技法有所差異，但基本采用減地浮出圖像輪廓的辦法，內容和構圖與同時期的壁畫相同。畫像磚流行於東漢至南朝的江南地區，發現於南京、丹陽一帶。由於江南地下潮濕，壁畫難以保存，故采用先繪畫稿，然後分別刻模印於磚坯上，再燒制成磚，最後依次拼鑲在墓壁上成為整幅磚畫。少的用幾塊磚，多的由幾十塊至幾百塊磚構成，畫面長度達到240厘米。由於磚畫是陰模印制，故圖像由凸出的線條形成，極富繪畫的線條趣味，最突出的作品是由兩幅各長240厘米畫面合成的《竹林七賢與榮啟期》的畫像，可真實地反映出東晉南朝時繪畫的面貌。
雕塑 美術考古對於中國古代雕塑的研究，主要集中於陵墓雕刻、俑和碑刻3方面。陵墓雕刻是大型的古代紀念碑性質的群雕，現存最早的是西漢時期霍去病墓石雕。保存至今的宋元以前的帝王陵墓雕刻，主要有江蘇的六朝陵墓雕刻、陜西的唐陵雕刻和河南的北宋陵墓雕刻。
俑，是中國古代隨葬於墓室中模擬人像的雕塑品，一般把模擬動物形象的雕塑品也概括在內，以陶質的為數最多，也有木雕、竹雕、瓷塑及金屬制品，由於與當時的社會生活習俗緊密相關，因此是復原社會文化面貌的重要實物標本。由於缺乏傳世古代雕塑藝術品，因此俑也可從一個側面反映當時的雕塑藝術水平。
古代碑刻，包括立於地面的碑和埋於墓室的墓志等，保留瞭大量有關書法的真實面貌，以及當時流行的裝飾紋樣。至於碑志銘刻的內容，則是考古學另一分支銘刻學研究的對象。
工藝美術 田野考古調查發掘所獲得的實物標本，古代工藝品占有很大比重，主要有史前陶器、青銅器、玉器、漆器、金銀器、瓷器、絲綢織物等。它們的類型演變、裝飾紋樣、工藝技巧、時代特征、實用功能，以及所反映的不同民族、地區的文化影響，都是美術考古需要註意的課題，研究的重點主要是造型風格和裝飾藝術的源流和演變，及其與整個社會文化的聯系。
宗教美術 包括與宗教信仰有關的古代遺跡和遺物，從史前時期與原始宗教有關的遺跡和遺物。如中國紅山文化的原始宗教遺跡和有關的陶塑裸體女像，到歷史時期的各種宗教遺存，但占主要比例的是佛教的遺跡和遺物。中國的佛教遺跡和遺物，最重要的是分佈於西北、華北和西南等地的石窟，多是集建築、雕塑和繪畫於一身的藝術寶庫。此外，還有對金銅造像、造像碑、經幢等的調查研究。
石窟考古，基礎工作是對石窟編年的研究，首先是以考古學的層位學和類型學方法，對洞窟的形制、造像、壁畫及裝飾圖案等項，進行分類排比研究，探求出發展演變的規律，從而提出準確的洞窟分期和編年。為瞭恢復石窟的原貌，還需要對歷史上已遭破壞的窟前遺跡進行考古發掘，並與從田野考古發掘中獲得的有關古代繪畫和雕塑品標本，進行必要的對比研究。在準確的編年研究基礎上，恢復各個歷史時期石窟的原有面貌，進而探尋其與社會歷史發展的聯系，從而提供復原當時社會文化面貌的重要依據。