一の沢洞窟は、米沢盆地の東北縁、高畠町の中心街の北方山中に所在し、最上川の支流の屋代川に注ぐ支谷の最奥部（一の沢）に位置する洞窟遺跡である。この付近には、本洞窟のほかに史跡日向洞窟をはじめとし、尼子洞窟群、観音岩洞窟群、火箱岩洞窟群等十数か所に洞窟遺跡群が存在している。洞窟群がこれほど密集して分布する地は、他に類を見ないものである。
　本洞窟は、谷底から約４０メートル、頂上に近い山腹南斜面に露出した凝灰岩が風化して形成されたもので、最も規模の大きい第１洞を中心とし、その東方１００メートルの間に第２洞及び第３洞がある。昭和３３年に発見され、昭和３６年には高畠町教育委員会が発掘調査を実施した。
　洞内から前庭部にかけては第１層から第４層にわたる約２メートルの文化層の堆積があり、基盤に至る。第１層には[[土師]はじ]器、弥生土器、鉄片等が包含され、第２層は縄文時代前期の土器及び石器がある。第３層の上位には縄文時代早期後半、下位には草創期の土器及び石器類が豊富に出土した。特に第３層下位においては草創期に属する隆線文系土器様式と多縄文系土器様式とが層位的に出土し、前者から後者への変遷が初めて確認されるに至ったものである。なお、隆線文系土器様式は縄文土器としては最古の様式に属し、少なくとも、４階程にわたる変遷が認められるが、本洞窟の１群は隆線がみみずばれ状の微隆起線に変化し、更に爪形文を併用するなど最終段階の特徴を示すものである。また、本洞窟の多縄文系土器は、縄を土器面に軽く回転させながら、断続的に力を加えて押圧する「半置半転縄文」の手法を特徴とし、縄文土器の名の由来としての縄文文様採用の出発点に当たる様相を良く示している。