Рисунки выполнены тремя красками: красной охрой, остатки которой были найдены и на полу пещеры, темной фиолетово-коричневой охрой, а для некоторых рисунков использовались черный уголь либо дающая темно-коричневый цвет окись марганца. Древний художник тщательно прорисовывал линии; по характеру наложения краски на известняк исследователи предположили, что в момент выполнения рисунков стены были сухими и на них не было водных разводов или известковых налетов, покрывших стены в более позднее время. Животные были изображены не статично, а в момент бега, скорее всего, именно в таких позах видели их древние охотники в лесах вокруг Уральских гор. Настенные рисунки позволили понять и еще одну важную вещь: уже в древности пещера выполняла культовую роль святилища, залы были населены душами животных, которым поклонялись палеолитические люди.
Несмотря на доскональное изучение пещеры в течение 1960–1970-х гг. первые свидетельства проживания человека были обнаружены в нижнем ярусе пещеры только в 1982 г., словно пещера постепенно открывала перед исследователями все свои тайны.
К счастью для археологов, на древней стоянке хорошо сохранились остатки каменного угля от кострищ. Это помогло произвести точный радиоуглеродный анализ, позволивший датировать древнее поселение и наскальные рисунки XII тысячелетием до н. э.
В ней не обнаружены останки человека — только орудия труда, а также множество костей животных, которые, очевидно, и составляли основу питания обитавших в пещере племени или семьи. Изучение небольшого культурного слоя, который был в значительной мере размыт многолетними разливами протекавшей в нижнем ярусе реки, позволило сделать вывод относительно условий проживания древнего человека в пещере. Около 14 000 лет назад условия вне пещеры были достаточно суровыми, близкими к полярным, однако в самой пещере в этот момент было относительно сухо, не образовывалось известковых разводов и не было конденсата, кроме этого, в нижнем зале была хорошая вентиляция, которая затем почему-то прекратилась; о достаточном притоке воздуха свидетельствуют многочисленные костры, которые разводили древние люди, чтобы согреться.
Всего в пещере были обнаружено 193 артефакта, помимо известковых и кальцитовых инструментов, были найдены и каменные орудия труда, которые изготавливали из кремня и зелено-коричневой яшмы, выходивших на поверхность только с другой стороны Уральских гор; это позволило сделать вывод о том, насколько далеко мог заходить древний человек по своим маршрутам в горах. Кроме того, были найдены и изделия из бивней мамонта: примитивный нож и прообраз шила.
Поразили археологов и найденные украшения, выполненные в виде обточенных бусинок из зеленого серпентинита — этот материал был относительно мягким и легко поддавался шлифовке. Несколько предметов были выполнены из сланцев и костей, похожих на бивни мамонта, кроме того, была найдена глиняная лампа, что явилось одной из самых редких археологических находок той эпохи. К сожалению, большая часть культурного слоя была уничтожена разливами Шульгана и постоянной высокой влажностью в нижней пещере, но и эти находки позволили открыть немного больше в истории развития человечества на территории Урала и Западной Сибири. Вполне возможно, что и сегодня открыты далеко не все тайны пещеры Шульган-Таш и она ждет новые поколения туристов, ученых, исследователей, чтобы подкинуть им новые загадки. Недаром башкиры всегда населяли эту пещеру умными, хитрыми и таинственными персонажами.
Несмотря на отсутствие гор, на территории Московской области пещер едва ли не больше, чем в горах Кавказа. Однако связано это не с аномалиями местности, а с интенсивной деятельностью человека по добыванию белого камня для строительства города: практически все пещеры близ столицы — искусственного происхождения и образовались в результате каменоломных работ. А так как в Средние века, когда и велось строительство Москвы, не было ни мощной техники для рытья карьеров, ни химических смесей для взрыва породы, то известняк добывался наиболее экологичным способом — вручную вырубался из толщи породы.