Η Αλόννησος ανήκει στο νησιωτικό σύμπλεγμα των βόρειων Σποράδων, που βρίσκεται στα ανατολικά της χερσονήσου της Μαγνησίας. Η συστηματική επιφανειακή έρευνα του νησιού οδήγησε στον εντοπισμό θέσεων κυρίως της Μέσης Παλαιολιθικής περιόδου και της Μεσολιθικής ενώ σε ελάχιστες περιπτώσεις τεκμηριώνεται η Ανώτερη Παλαιολιθική περίοδος.

Από τους 14 υπαίθριους χώρους συγκέντρωσης που εντοπίστηκαν, και με κριτήρια την πυκνότητα των λίθινων τέχνεργων που βρέθηκαν, πέντε αποτελούν θέσεις ενώ οι υπόλοιπες χαρακτηρίζονται ως απλές συγκεντρώσεις. Ιδιαίτερη πυκνότητα θέσεων-συγκεντρώσεων σημειώνεται στη νοτιοανατολική παραλία της Αλόννησου, ενώ στο κεντρικό τμήμα της ανατολικής ακτής και στο βόρειο τμήμα του νησιού τα ευρήματα είναι αισθητά λιγότερα.

Στην Αλόννησο είναι αξιοσημείωτη αφενός η χρήση των ίδιων θέσεων κατά τη Μέση Παλαιολιθική και τη Μεσολιθική, αφετέρου η εξαιρετική σπανιότητα ευρημάτων της Πρώιμης Ανώτερης Παλαιολιθικής. Τα φαινόμενα αυτά είναι απόρροια των γεωλογικών ανακατατάξεων και των συνακόλουθων μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης.

Κατά την τελευταία Παγετώδη περίοδο (120.000-10.000 πριν από σήμερα) και ιδιαίτερα γύρω στο 18.000 πριν από σήμερα, η θαλάσσια στάθμη στο κεντρικό Αιγαίο ήταν κατά μέσον όρο 50-80 μέτρα χαμηλότερη από τη σημερινή και η Αλόννησος αποτελούσε την ανατολική απόληξη της χερσονήσου της Μαγνησίας. Ανάμεσα στα νησιά των βόρειων Σποράδων υπήρχαν στενά θαλάσσια περάσματα, ενώ ανάμεσα στην Αλόννησο και την Περιστέρα σχηματιζόταν ένας ρηχός κόλπος, που κατά περιόδους αποτελούσε λιμνοθάλασσα ή μια άγονα κοιλάδα. Οι χερσαίες ζώνες γύρω από τον κόλπο θα ήταν ιδιαίτερα ομαλές και κατάλληλες για κατοίκηση, αφού προσέφεραν τη δυνατότητα εκμετάλλευσης τόσο της στεριάς (βουνά με δάση, πεδιάδες) όσο και της θάλασσας. Ανάλογες συνθήκες επικρατούσαν και στην αρχή του Ολόκαινου, γεγονός που αιτιολογεί την οικονομική εκμετάλλευση των ίδιων θέσεων και κατά τη Μεσολιθική. Η γεωμορφολογία του νησιού και οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης καθιστούν αδύνατη την ανεύρεση καταλοίπων της Παλαιολιθικής σε πρωτογενή απόθεση (στην αρχική τους θέση).

Τα αρχαιολογικά δεδομένα από την Αλόννησο και τα παρακείμενα μικρά νησιά Περιστέρα, Κυρά Παναγιά, Γράμμιζα, Γιούρα και Ψαθούρα τεκμηριώνουν την κατοίκηση του νησιωτικού περιβάλλοντος των βόρειων Σποράδων από το τέλος του Πλειστόκαινου και τη συνακόλουθη εκμετάλλευση των περιορισμένων φυσικών πόρων (κυνήγι, αλιεία), που καθιστούν δυνατή την επιβίωση. Η επικοινωνία των νησιών αυτών τόσο με τη Μαγνησία, όσο και μεταξύ τους, μέσω των θαλάσσιων περασμάτων, υποδηλώνει τέλος τη χρήση κάποιων πρώιμων πλωτών μέσων.

Η συνέχεια κατοίκησης, που σημειώνεται στις βόρειες Σποράδες από τη Μέση Παλαιολιθική στη Μεσολιθική μέχρι και τη Νεολιθική εποχή (σπήλαιο του Κύκλωπα στα Γιούρα, Άγιος Πέτρος στην Κυρά Παναγιά) προσθέτουν σημαντικότατα στοιχεία στο πολυσυζητημένο πρόβλημα της μετάβασης από το τροφοσυλλεκτικό στάδιο στο νεολιθικό τρόπο ζωής (μόνιμη εγκατάσταση, άσκηση γεωργίας και κτηνοτροφίας) και θέτουν υπό διαπραγμάτευση την παλαιότερη άποψη, που υποστηρίζει την εισαγωγή του νεολιθικού τρόπου παραγωγής από τη Μικρά Ασία.

Τα λίθινα τέχνεργα της Παλαιολιθικής και Μεσολιθικής που βρέθηκαν στην Αλόννησο, κατασκευάστηκαν στη συντριπτική τους πλειοψηφία από καστανόχρωμο πυριτόλιθο με πορσελανώδη υφή, που ονομάζεται και πορσελανίτης. Η προτίμηση σ' αυτή την πρώτη ύλη οφείλεται στην εύκολη εξεύρεσή της στο νότιο τμήμα του νησιού (Σπαρτίνες, Μεταμόρφωση), γεγονός που αιτιολογεί τη συγκέντρωση των περισσότερων θέσεων στη νοτιοανατολική παραλία της Αλόννησου. Στις λιθοτεχνίες που βρέθηκαν, περιλαμβάνεται πορσελανίτης σε μορφή πλακετών, δηλαδή στη μορφή που είχε κατά τη λατόμηση, κυρίως όμως σε μορφή κροκαλών.

Οι λιθοτεχνίες της Μέσης Παλαιολιθικής αντιπροσωπεύονται στις θέσεις Γέρακας, Καλαμάκια, Γλυφά, Λεπτός Γιαλός, Κοκκινόκαστρο και Σπαρτίνες. Περιλαμβάνουν κυρίως κεντροφερείς φολίδες, καθώς και τέχνεργα από όλα τα στάδια της τεχνολογικής αλυσίδας Λεβαλλουά ( Levallois). Λεπίδες με φυσική ράχη, αιχμές, ξέστρα μονά, διπλά και συγκλίνοντα, εγκοπές και οδοντωτά αποτελούν τους κυριότερους εργαλειακούς τύπους.

Η λιθοτεχνία της Τελικής Ανώτερης Παλαιολιθικής εντοπίστηκε στη θέση Λεπτός Γιαλός, ενώ στις Σπαρτίνες αντιπροσωπεύεται από ένα μόνο τέχνεργο. Περιλαμβάνει πυρήνες μικρολεπίδων σε πρώιμο στάδιο επεξεργασίας, φολίδες και λεπίδες με κορυφή, λιγοστά θραύσματα μικρολεπιδικών εργαλείων και τροπιδωτά ξέστρα σε λεπίδες.

Λιθοτεχνίες της Μεσολιθική εντοπίστηκαν στην Αλόννησο στις θέσεις όπου αναγνωρίστηκε λιθοτεχνία και της Μέσης Παλαιολιθικής. Η μεγαλύτερη πυκνότητα μεσολιθικών τέχνεργων σε ολόκληρο το νησί εντοπίστηκε στη θέση Λεπτός Γιαλός.

Σ' αυτό συγκαταλέγονται φολίδες κεντροφερείς και λεπιδόμορφες αλλά και φολίδες με ευθύγραμμη και ανάστροφη δευτερογενή επεξεργασία. Η χαρακτηριστική παρουσία υπερμικρολιθικών πυρήνων και αποκρουσμάτων υποδηλώνουν την επιτόπια επεξεργασία και ανανέωση-επισκευή των τέχνεργων. Οδοντωτά, εγκοπές, ξέστρα, φολίδες με ράχη και γεωμετρικοί μικρόλιθοι συνιστούν τη λιθοτεχνία της εποχής.