Adıyaman Kalesi, tarih boyunca pek çok medeniyete ev sahipliği yapmış önemli bir yapıdır. Bu kalede gerçekleştirilen arkeolojik kazılar, yalnızca mimari yapısını değil, aynı zamanda geçmişteki yaşam biçimlerini ve toplumsal yapıları da gözler önüne sermektedir. Kalenin derinliklerinde bulunan çeşitli buluntular, Adıyaman'ın tarihi ve kültürel zenginliğini ortaya koyarak, bölgenin geçmişine ışık tutmaktadır.

Adıyaman Kalesi'nde yapılan arkeolojik çalışmalar sonucunda şu bulgular ortaya çıkmıştır:

• Yeraltı tünelleri. Kazılar sırasında ortaya çıkan 150 metrelik tünel, kalenin sadece bir savunma yapısı olmadığını, aynı zamanda gizli geçitlerle çevrili bir strateji merkezi olduğunu kanıtlıyor.
• Kommagene izleri. Yapılan karbon testleri, bazı taş blokların M.Ö. 1. yüzyıla kadar uzandığını göstermiş ve Kommagene Krallığı'na ait izlerin kale mimarisi içinde yer aldığını ortaya koymuştur.
• Kayıp kitabeler. Son günlerde ortaya çıkarılan 3 adet kitabe, Adıyaman Kalesi'nin geçmişte krallık bildirileri ve zafer anıtları için kullanıldığını gösteriyor.
• Seramik parçaları. Kazılarda çıkan seramik kalıntılar, askerî yaşamın yanı sıra halkın da kale içinde zaman geçirdiğini ve bir dönem kalenin yerleşim alanı olarak da kullanıldığını kanıtlıyor.
• Gece kullanımına uygun aydınlatma delikleri. Duvarlarda keşfedilen dar deliklerin, meşalelerin ışığını yönlendirmek için özel olarak yapıldığı belirlenmiştir.

Ayrıca, kalenin farklı dönemlerde onarıldığı ve Bizans ile Osmanlı izleri taşıdığı açıklanmıştır.