Το σπήλαιο Θεόπετρας βρίσκεται στη βορειοανατολική πλευρά του ασβεστολιθικού βράχου,που υψώνεται στην κοινότητα Θεόπετρας,περίπου 4χλμ έξω από την Καλαμπάκα και έχει είσοδο αψιδωτή,διαστάσεων 17 x 3 μ περίπου.Το εσωτερικό του αποτελείται από μια κύρια αίθουσα 500 τ.μ. περίπου με μικρές κόγχες στην περιφέρεια.Ο σχηματισμός του ασβεστολιθικού βράχου της Θεόπετρας τοποθετείται στην ανώτερη Κρητιδική περίοδο (137.000.000-65.000.000 χρόνια από σήμερα).Η δημιουργία του σπηλαίου είναι κατά συνέπεια μεταγενέστερη της παραπάνω ηλικίας.Το σπήλαιο άρχισε να κατοικείται κατά τη Μέση Παλαιολιθική Εποχή (η οποία αρχίζει περίπου πριν 130.000 χρόνια).Το σπήλαιο αυτό είναι το πρώτο που ανασκάπτεται στη Θεσσαλία και το μόνο μέχρι στιγμής σε όλη την Ελλάδα με συνεχείς ανθρωπογενείς επιχώσεις που ξεκινούν από τη Μέση Παλαιολιθική Εποχή και φθάνουν μέχρι το τέλος της Νεολιθικής (3000 π.Χ.).Η σημαντικότητα της χρονολογικής αυτής συνέχειας έγκειται στο γεγονός ότι για πρώτη φορά μπορούμε στον ελλαδικό χώρο να δούμε τη μετάβαση από τον Παλαιολιθικό στο Νεολιθικό τρόπο ζωής.Μεταξύ άλλων,στο σπήλαιο βρέθηκαν λίθινα εργαλεία Παλαιολιθικής-Μεσολιθικής και Νεολιθικής Εποχής,κεραμικά ευρήματα Νεολιθικά, οστέινα εργαλεία,κοσμήματα από όστρεο,ένα μοναδικό για τον ελλαδικό χώρο χρυσό κόσμημα της Παλαιολιθικής,της Μεσολιθικής και της Νεολιθικής περιόδου,καθώς και τα περίφημα ανθρώπινα αποτυπώματα της Θεόπετρας που χρονολογούνται στα 130.000 χρόνια πριν από σήμερα και αποτελούν σπανιότατο εύρημα όχι μόνο για τον ελλαδικό αλλά και για τον ευρωπαϊκό χώρο.
Από τις κλιματολογικές μελέτες που έγιναν στα ζήματα του σπηλαίου αποκαλύφθηκαν σημαντικές πληροφορίες για το κλίμα της εκάστοτε περιόδου που εναλλάχθηκε επανειλημμένως από θερμό σε ψυχρό και το αντίθετο,ενώ μεταξύ αυτών συγκαταλέγεται και η ταύτιση ενός ψυχρού επεισοδίου με την ονομασία Νεότερη Δρυάς (Younger Dryas) που έλαβε χώρα περίπου 11.000 χρόνια πριν και η Θεόπετρα αποτελεί το νοτιότερο σημείο της Ευρώπης στο οποίο έχει μέχρι στιγμής εντοπιστεί.Ο εντοπισμός μαζών άψητου πηλού στη Μεσολιθική περίοδο δείχνει τη γνώση των ιδιοκτητών αυτού του υλικού ήδη από την εποχή εκείνη που αργότερα οδήγησε στην κεραμική τεχνολογία με την έναρξη της Νεολιθικής περιόδου.Το σπήλαιο της Θεόπετρας αποτέλεσε πιθανότατα ένα μόνιμο καταφύγιο για τις προϊστορικές ομάδες κυρίως κατά τους χειμερινούς μήνες,καθώς είναι σχεδόν βέβαιο πως οι άνθρωποι αυτοί είχαν βαθιά γνώση του άμεσου και ευρύτερου περιβάλλοντός τους και συνεπώς είχαν τη δυνατότητα και την ικανότητα να μετακινούνται κατά τη διάρκεια του χρόνου και να εκμεταλλεύονται διαφορετικά τοπία ανάλογα με τις ανάγκες τους.
Η ανασκαφή ξεκίνησε το 1987 από την αρχαιολόγο Αικατερίνη Κυπαρίσση-Αποστολίκα και συνεχίστηκε μέχρι και το 2005 οπότε και ξεκίνησαν τα έργα για την ανάπλαση και ανάδειξη του σπηλαίου με τη δημιουργία διαδρόμου επισκεπτών ο οποίος εξυπηρετεί και Άτομα με Ειδικές Ανάγκες.Αυτή τη στιγμή τα έργα έχουν ολοκληρωθεί και το σπήλαιο είναι ανοιχτό στους επισκέπτες.
