在中國史前遺址中出現甚少的綠松石，是青銅器之外二里頭文化的另外一張「名片」，前面所述之獸面紋銅牌飾便是綠松石和青銅器的完美結合，其所使用的鑲嵌工藝亦是中國最早的綠松石鑲嵌工藝。若論及二里頭文化綠松石製品的代表，當屬2002年春季發現的綠松石龍形器。
／綠松石龍形器在二里頭遺址宮殿區3 號貴族墓中剛被發現的情景
綠松石龍形器發現於宮殿區內的3號貴族墓墓主的骨架上，位置從肩部至髖骨處，頭向西北、尾朝東南，旁有一銅鈴。最初清理時為避免受損，考古人員將之整體套箱起取，運至室內做進一步整理。2004年夏秋之際，文物保護人員經過悉心整理，方將這件大型綠松石龍形器「解放」出來。這件綠松石龍長64.5厘米，巨頭蜷尾，龍身曲伏有致，中部出脊線，龍頭為扁圓形，置於近似於梯形的托座上，略呈淺浮雕狀，有一略為凸出的吻部，由三節實心半圓形青、白玉柱組成額面中脊和鼻樑，眼睛呈梭形，眼珠為圓餅形白玉製成。龍身鑲有綠松石片組成的菱形鱗紋，尾部呈圓弧隆起，尾尖內蜷。整件器物由2000餘片形狀各異的綠松石片組成，每片大小在0.2厘米至0.9厘米之間，厚度僅為0.1厘米，原本應該粘在有機織物上，現僅有在局部發現腐爛後遺留下來的白色灰痕。二里頭工作隊在此次考古發掘簡報中稱：「綠松石龍形器彌足珍貴。其用工之巨、製作之精、體量之大，在中國早期龍形象文物中都是十分罕見的，具有極高的歷史、藝術與科學價值」。許宏則更加明確地指出：這件獨一無二的國寶級文物堪稱真正的中國龍，是中華民族龍圖騰最直接、最正統的根源。二里頭遺址中發現的獸面紋銅牌飾圖案，「大部分應是綠松石龍尤其是其頭部的簡化或抽象表現」。
二里頭遺址出土的青銅器、綠松石、玉器等器物種類豐富、色彩絢麗、紋飾精美，無疑是當時最先進的手工業技術工藝典範，這主要得益於「大型國企」——官營手工業作坊的存在。從20世紀六七十年代開始，考古人員在二里頭遺址發現了不少鑄銅、制玉、制石、制陶、制骨手工業作坊，並且清理出銅器、石器、玉器、陶器、骨器等手工業製品。在宮城遺址南部，考古人員發現了中國最早的青銅鑄造作坊，面積近1萬平方米，其規模巨大、結構複雜、使用時間長，遺址中保留有澆築青銅器、製作陶范、陶窯等遺蹟，以及大量的製造青銅器的坩堝、爐壁、銅礦石、礦渣、木炭、陶范等物——所有製造青銅器的器物一應俱全。通過這些遺蹟、遺物，不難理解為何二里頭文化時期的手工業舉世無雙，在當時能夠擁有世界上獨一無二的復合范鑄技術。
／綠松石鑲嵌青銅獸面牌飾，出土於河南偃師二里頭遺址。
二里頭遺址考古發掘對於史學研究的推動，主要在於夏代的研究和中華文明起源的探索，二者一脈相承。
有關中華文明起源的問題是近代以來中國學術界所探討的重要課題，也引起了歐美東方學界的關注，具有國際影響力。考古學作為研究這一課題最重要的手段，自誕生之初就肩負著尋找作為中國王朝開端的夏朝的重要使命——這是探索中華文明起源的關鍵問題之一。1926年，「中國考古學之父」李濟進行的中國學者第一次主持的山西夏縣西陰村史前考古就是因為「它的位置正處在傳說中夏王朝——中國歷史的開創時期——的王都地區的中心」。1928年安陽殷墟的考古發掘，不僅僅標誌著中國科學考古學的誕生，也是中國學術界主動通過考古學證史的開端，成為尋找夏朝和探尋中華文明起源的基礎。
雖然有關「夏墟」的討論由來已久，但將二里頭、「夏墟」和考古三者緊密捆綁在一起的是1959年徐旭生的豫西考古之行。自此開始，二里頭遺址就成了尋找夏代最重要的一把鑰匙，而他的二里頭遺址「那在當時實為一大都會，為商湯都城的可能性很不小」就成了指引二里頭遺址考古發掘的原始動力。
經過數十年的考古發掘，考古學家通過地層關係與遺蹟、遺物的研究，確定了二里頭遺址為都邑，其發展序列分為四個時期：第一期以夾砂黑陶、泥質黑陶居多，紋飾以籃紋為主；第二期灰陶增多，磨光黑陶減少，紋飾以細繩紋為主；第三、四期以泥質灰陶和夾砂灰陶為主，以繩紋為主，粗繩紋出現。至於其具體年代，考古學者推斷為公元前1900—公元前1500年，處於文獻記載的夏代時間範圍內。碳14測年則顯示出不一樣的結論，二里頭文化只有從公元前1750—公元前1530年的200年時間。
從二里頭遺址追尋夏代以文獻為線索，考古學展現了其更為豐富、複雜的文化內涵與特徵，隨著田野考古工作的展開，有關二里頭遺址文化面貌和分期的討論也愈加深入，將徐旭生的商湯都西亳的推測提升到了新的研究高度。有關二里頭文化是否是夏文化，呈現「百家爭鳴」的態勢，推動了史學研究的發展與深入。二里頭文化與夏文化關係的論點主要有二：一為一、二期屬於夏，三、四期屬於早商；二為四期文化全部屬於夏。
也有學者認為在現階段無法說明二里頭遺址是姓夏還是姓商，因為夏、商兩種文化地域比較集中，文化交流頻繁，現有年代學證據存在不確定性，且沒有發現像可以證明殷商的甲骨文。也就是說，儘管二里頭遺址的規模，擁有的宮殿建築、墓葬、手工業作坊等等均體現出其都邑性質，也很難說清楚它是哪個朝代的都邑。
隨著「夏商周斷代工程」的展開，通過文獻記載、碳14測年、天文學推算等方面的綜合研究，二里頭文化主體部分為夏文化為大多數人所接受。二里頭遺址為「夏商周斷代工程」提供了豐富的資料，「夏商周斷代工程」則為二里頭遺址的年代、性質等問題研究提供了可靠的結論。在「中華文明探源工程」，二里頭遺址作為首批重點六大都邑之一，將在中華文明的起源與發展的研究中，發揮出至關重要的作用。