- ค.ศ.1986-1988 (พ.ศ.2529-2531): จอห์น สปีร์(John Spies) ได้นำคณะสำรวจถ้ำชาวออสเตรเลียและทำผัง

- ค.ศ.1987 (พ.ศ.2530): กรมศิลปากรได้สำรวจและทำผัง

- ค.ศ.2001-2002 (พ.ศ.2544-2545): เริ่มทำการขุดค้นทางโบราณคดีภายใต้โครงการโบราณคดีบนพื้นที่สูงในอำเภอปางมะผ้า จังหวัดแม่ฮ่องสอน (ระยะที่หนึ่ง)

- ค.ศ.2003-2006 (พ.ศ.2546-2549): กระบวนการทำการวิเคราะห์หลักฐานทางโบราณคดีจากการขุดค้นภายใต้โครงการโบราณคดีบนพื้นที่สูงในอำเภอปางมะผ้า จังหวัดแม่ฮ่องสอน (ระยะที่สอง)

เพิงผาบ้านไร่มีลักษณะเป็นเพิงผารูปวงรีเกือบกลมขนาดใหญ่ หันหน้าไปทางทิศเหนือ กว้างประมาณ 105 เมตร ยาวประมาณ 142 เมตร ส่วนเพิงผามีความสูงราว 30 เมตร บริเวณหลังคาเพิงผาพบป่าไม้เต็งรังขึ้นปะปนกับไม้สัก

จากการขุดค้นทางโบราณคดีและการตรวจหาค่าอายุทางวิทยาศาสตร์ สามารถกำหนดอายุของแหล่งโบราณคดีอยู่ในช่วง 10,660 - 1,520 ปีมาแล้ว และจัดแบ่งชั้นวัฒนธรรมยุคก่อนประวัติศาสตร์ได้ 4 ชั้นวัฒนธรรม

1. ชั้นวัฒนธรรมที่ 1 ชั้นวัฒนธรรมในยุคไพลสโตซีนตอนปลาย อายุ 10,660 - 10,270 ปีมาแล้ว

 - เป็นกลุ่มชนที่หาอาหารตามธรรมชาติ (Forager) มีการเคลื่อนย้ายทั้งกลุ่ม (Residential Mobility) ใช้เครื่องมือหินกะเทาะหน้าเดียวและสองหน้า เป็นเครื่องมือสับตัดสารพัดประโยชน์ ไม่มีรูปทรงที่แน่นอน และพบเครื่องมือหินแบบอื่นๆด้วย เช่น เครื่องมือรูปทรงกลม เครื่องมือแบบสุมาตราลิธ เครื่องมือแบบเฉือนด้านข้าง และเครื่องมือสะเก็ดหิน ผลิตจากหินแอนดีไซท์

2. ชั้นวัฒนธรรมที่ 2 ชั้นวัฒนธรรมในยุคโฮโลซีนตอนต้น อายุ 9,720 - 7,710 ปีมาแล้ว

 - เป็นกลุ่มชนที่ยังคงหาอาหารตามธรรมชาติ (Forager) ส่วนใหญ่ล่าสัตว์ขนาดเล็กจำพวกลิง และมีการล่าสัตว์ขนาดกลางและใหญ่ด้วยแต่มีปริมาณไม่มาก ในช่วงเวลานี้พื้นที่ของเพิงผาบ้านไร่ถูกใช้เป็นที่พักชั่วคราวหลายครั้ง รวมทั้งถูกใช้เป็นหลุมฝังศพ

3. ชั้นวัฒนธรรมที่ 3 ชั้นวัฒนธรรมในยุคโฮโลซีนตอนกลาง อายุ 7,250 - 1,520 ปีมาแล้ว

 - ยังคงพบการใช้งานอย่างต่อเนื่องทั่วบริเวณที่ทำการขุดค้นในพื้นที่ แต่ไม่สามารถกำหนดค่าอายุได้อย่างชัดเจน รวมทั้งพบโบราณวัตถุน้อยลงจึงมีการสันนิษฐานว่าเป็นช่วงที่มีการใช้งานพื้นที่มากที่สุด

4. ชั้นวัฒนธรรมที่ 4 ขั้นวัฒนธรรมในยุคโฮโลซีนตอนปลาย อายุ 7,520 - 1,520 ปีมาแล้ว

 - เป็นกลุ่มชนในวัฒนธรรมที่ใช้โลหะเหล็กและวัฒนธรรมโลงไม้ รู้จักการสร้างบ้านและตั้งถิ่นฐานถาวรเป็นหมู่บ้าน มีสถานที่ประกอบพิธีกรรม เปลี่ยนจากการหาอาหารตามธรรมชาติเป็นการเพาะปลูกเลี้ยงสัตว์ และที่สำคัญคือเปลี่ยนรูปแบบการปลงศพเป็นการปลงศพในโลงไม้

ลักษณะเด่นของแหล่งโบราณคดีเพิงผาบ้านไร่คือมีการฝังศพภายในโลงไม้ หรือที่เรียกว่า "วัฒนธรรมโลงไม้" รวมทั้งมีเสาแกะสลักท่านั่งคนซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะแหล่งโบราณคดีเพิงผาบ้านไร่ โดยไม่พบลักษณะดังกล่าวในแหล่งโบราณคดีที่อยู่ในวัฒนธรรมโลงไม้อื่น

รัศมี ชูทรงเดช, ศิริลักษณ์ กันฑศรี, อนุสรณ์ อำพันธ์ศรี และเมธินีย์ ชอุ่มผล. คู่มือการเรียนรู้แหล่งโบราณคดีเพิงผาถ้ำลอดและเพิงผาบ้านไร่ อำเภอปางมะผ้าจังหวัดแม่ฮ่องสอน. กรุงเทพฯ : เอราวัณการพิมพ์. 2551.