落笔洞遗址位于三亚市吉阳区荔枝沟向北方向约7公里处的小山峰-印岭（又名落笔峰）山脚下。
落笔洞系燕山运动的产物，主要是由于受到地壳深部的物质上涌发生挤压，从而向上隆起，产生张力形成断裂，并导致这里的石灰岩一部分上升，一部分下降。落笔峰乃是上升岩石层所致。
大气气候落笔洞气候属热带海洋季风气候，年平均降水量1263毫米，6-10月雨季，台风季节往往雨水增多。降水量占全年的90.2%。终年无雾。年平均气温25.5℃，6月份气温最高，月平均28.8℃，1月份气温最低，月平均21.6℃，极端气温最高35.9℃，最低5.1℃。
1992年3月和1993年冬，考古学家对落笔洞遗址进行全面考察和先后两次发掘，共清理遗存面积70平方米，发掘出8枚人牙化石、石制品与大量动物化石。石制品200多件，主要为打制生产。砾石石器和石片石器两类，包括石核、石片、尖状器与石锤等。骨角制品丰富，有铲、锤、锥、匕等多种，以切割、打制与刮磨等方法制成。哺乳动物化石45种，水生动物24种，其中螺壳数量达70000多个。8枚珍贵的牙齿化石，成为海南岛早居民的实物见证。上百件大型的石质工具，用简单的锤击法加工，器类组合较为简单，磨制石器方面仅见少量的穿孔石器，表明落笔洞人处在旧石器时代晚期到新时期时代早期的过渡阶段，经C14年代测定，距今约1万年。
落笔洞中有很多用火遗迹，灰烬层堆积较厚，且间杂着大量的烧石、烧骨，生产工具上也有火烧痕迹。这表明当时的“落笔洞人”已广泛使用火了。堆积物中含有大量螺、蚌及蚶类遗骸，但发现极少鱼骨化石，这说明落笔洞人没有学会网鱼技术，只是在海边礁石上拾回一些贝类食用。点滴的考古线索为我们还原了落笔洞人狩猎、捕捞、采集、用火的生活场景，过着原始的穴居生活，繁衍不息，在蛮荒时代创造出海南岛的远古文化。
落笔洞的摩崖石刻甚多，洞中石壁上刻有历代名人诗词共有七处之多。宋、元、明、清诸代，均有无数文人骚客前来游览，并留下了一系列摩崖题刻。这些诗文题刻，有的永远留在了落笔洞的石刻上，有的则收录于《崖州志》等史志中。截至到2014年底，目前发现的早题刻是宋代游寓诗人倭倭才的石刻，其他还有明代赵瑶，清代莫威和，清代梅仙氏等人。
20世纪80年代初进行第二次全国文物普查时发现了落笔洞，并在落笔洞发现了一些动物化石，但是没有发现有人类居住的痕迹，因此将它定为适合古人类居住遗址。
1992年3月，中国10多名考古人员来到三亚落笔洞，他们在洞内首次发现了古人类牙齿化石，落笔洞成为迄今为止，海南岛发现的早的人类聚居场所，顿时名声大噪。
1990年1月，落笔洞遗址被三亚市人民政府公布为市级文物保护单位；
1994年11月，落笔洞遗址被海南省人民政府公布为省级文物保护单位；
2001年6月，落笔洞遗址被国务院公布为全国重点文物保护单位，成为海南省7个全国重点文物保护单位之一。
2010年7月12日，全国重点文物保护单位落笔洞保护规划工作协调会确定落笔洞遗址的保护范围为0.71平方公里（1065亩），北面以落笔峰北面县道为界；西面以落笔峰西面古河床为界；南面以靠近落笔峰南面车行道为界；东面以落笔峰东面古河床为界。建控地带1.12平方公里（1680亩），范围 ：北面以落笔峰北面县道以北50米为界；西面以三亚市热带植物园西面围墙外现状步行道为界；南面以靠近落笔峰南面车行道山体山顶为界；东面以三亚学院西面车行道为界。
截至到2008底年，号称三亚八景之一的落笔洞从发现至今几乎处于无保护状态，落笔洞遗址东北面，属于遗址保护范围约1万平方米的缓坡地带被开发成了香蕉园；在落笔洞大的洞口内，许多人随意地在洞壁上刻画，对古人留下来的摩崖石刻形成直接的威胁；落笔洞脚下的古河床也成了垃圾场；周边的一些农民正在用锹将一块块的草皮铲下，经询问，称是有人购买回去铺自家庭院，遗址的保护状况令人担忧。
2007年三亚市市长陆志远三亚市政府工作报告中表示，三亚将进一步研究和发挥天涯海角、落笔洞、大小洞天等的文化价值，五年内在落笔洞建成三亚博物馆。
2008年8月，海南省委常委、三亚市委书记江泽林在落笔洞文化遗址调研时表示，将该遗址功能定位成生态文化旅游。同时要求有关部门对落笔洞遗址进行全面的保护和修缮。具体措施包括明确保护开发主体，成立专门的保护队伍，立即实施全面封闭式的管理，不再允许人员随便进出。
落笔峰又名印岭，高不过110米虽有些耸秀，但没有山的宏伟，说它是是座丘可形状却有些山的独特，在一马平川的大陆架上，此丘，远远望去，却象古王朝一枚硕大无比的玉玺，置放在案头。印岭，由其形而得名。
落笔峰是由石灰岩组成的，其形自然有些奇妙，尤如桂林一带的山。即为峰，便有垂崖如削、峭壁如劈、石猴嬉耍之怪状；即为峰，便有古树虬石、百花攀崖、百鸟欢唱、白云缭绕之美景。“落笔生辉”，便成了古崖州八景之一。
落笔洞洞高约12米，宽9米，深18米，面积近110平方米。洞顶往里逐长高到20米，在极高处有两根向下垂吊的钟乳石，形似两枝悬吊的笔，两根“巨笔”在“文化大革命”期间遭到破坏，如今两根巨笔仅存半截残迹。洞底地上数快平面大石形如砚台，传说此乃"神仙"用的笔砚，落笔洞正是由此而名。明《正德琼台志》对此洞记载：“其中有：石形如悬笔，笔尖滴水不断。”
“仙朗洞”在落笔洞东20余步的峭壁底下，洞口宽3米，近2米；洞里宽16米，深11米；洞底平坦，洞顶更平整如板。《崖州志》称之为“仙姑洞房”。洞内有一悬石，远远望去，形似仙女头像，“仙姑洞房”由此而名。
“仙女洞”位于印岭头半山腰，从“仙朗洞”再往东走，沿着弯弯小径攀藤而上便到了。洞中奇石千姿百态，洞底有石床，形似芭蕉树，称“芭蕉床”。洞顶有众多钟乳石条纹，流光溢彩，形如蚊帐。传说这是仙女的卧床和纱帐。溶洞深处，有许多洞穴，洞连洞，洞套洞。据说洞底有暗井、暗流，能钓上大鱼；洞顶有幽洞通天，能直见阳光，海天相通，奇妙异常。明《正德琼台志》记载：“极处有井深不可侧，昔人刻上记号的椰子投入井中，后于大海得之。”解放后，曾有人在洞上听以流水声，并把刻上记的椰子投入井中，果然在大海中捞到。
