Il territorio nei dintorni di Polignano e la città stessa sono caratterizzati da numerosi e interessanti siti archeologici. In alcune grotte che puntellano il territorio sono stati rinvenuti resti ossei di grandi mammiferi del passato e in altre reperti risalenti addirittura all'uomo di Neanderthal. Nell'insediamento di Madonna di Grottole sono stati effettuati importanti ritrovamenti di ceramiche, una tomba (risalente a VI millennio a. C.) con uno scheletro di una mamma che stringe in posizione fetale il proprio figlio, ma anche croci risalenti ai primi cristiani. L'insediamento è perciò veramente suggestivo da visitare e si trova tra il villaggio di San Vito e la strada per Conversano.
Altro sito imperdibile per gli amanti dell'archeologia è l'insediamento neolitico di Santa Barbara che si trova in Contrada Scorza di Santa Barbara. Il nome deriva dalla presenza di un ipogeo con un affresco del XVI secolo raffigurante la santa. Qui nel Neolitico sorgeva un villaggio perimetrato da un fossato. In piccole necropoli e negli ipogei sono stati fatti diversi ritrovamenti risalenti all'epoca neolitica ma anche a dominazioni successive risalenti all'epoca romana.
