I materiali archeologici rinvenuti nella grotta durante gli scavi consistono principalmente di strumenti di selce, "industria litica" attribuibile, in base alle caratteristiche tecniche, alle fasi finali del Musteriano, la cultura dell'uomo di Neanderthal. Si tratta di manufatti di medie dimensioni, tra i quali si nota una netta predominanza dei denticolati ed una forte presenza anche delle punte e dei raschiatoi, utensili tipici di questo periodo.
La fauna rinvenuta consiste soprattutto in resti ossei appartenenti all'orso delle caverne (Ursus spelaeus), che frequentò molto, anche per il letargo, le grotte della Versilia durante un lungo periodo del Paleolitico. Sono stati poi individuati resti di animali tipici di clima freddo come lo stambecco, il camoscio e la marmotta, assieme ai resti di animali che invece attesterebbero una fase climatica meno rigida, come iena e leopardo. Sono stati rinvenuti inoltre due molari appartenuti al Rhinoceros MERKI, un tipo antico di rinoceronte che venne sicuramente cacciato nella pianura costiera e che risulta indice di un clima piuttosto temperato.
Lo studio antropologico effettuato presso il Dipartimento di Scienze Archeologiche dell'Università di Pisa ha rilevato la presenza del femore fossilizzato di un bambino di Uomo di Neandertal di circa nove anni, il reperto archeologico di maggiore importanza rinvenuto in questa grotta. E' infatti l'unico resto osseo di neandertaliano trovato in Toscana e, insieme ad alcuni denti e frammenti ossei umani rinvenuti in Liguria nella Grotta delle Fate, rappresenta anche l'unica presenza di Homo neanderthalensis nell'Italia centro-settentrionale. Nel Lazio e in Italia meridionale invece i resti ossei appartenuti all'Uomo di Neanderthal sono molto più abbondanti. Non sono state effettuate datazioni sui sedimenti della grotta, ma in base allo studio dell'industria litica e della fauna, gli studiosi riferiscono la frequentazione della Buca del Tasso sia ad un momento di clima tendenzialmente freddo che ad un successivo momento più temperato della fase finale del Paleolitico Medio, ossia intorno ai 40.000 anni fa.
(testi di Alessandra Berton, Marzia Bonato, Stefania Campetti, Laura Perrini)