Güneydoğu Anadolu Projesinin temel noktalarından birisi de Çayönü’nde yapılan kazılardır.
Bu bölge, insanlık tarihinin en önemli dönüm noktalarından biri olup, insanın yerleşik düzene geçiş sürecini en iyi yansıtan bir yerdir.
Çayönü’nde ilk defa İstanbul Üniversitesi Prehistorya Kürsüsü’nden Prof.Halet Çambel ile Chicago Oriental Institute adına Prof.Dr.Robert J.Braidwood, 1963 yılında kazı çalışmalarına başlanmış, 1986’dan sonra da Prof. Mehmet Özdoğan tarafından sürdürülmüştür. Çalışmalar 1991 yılına kadar sürmüştür. Bu bölgede, günümüzden 10.000 ile 5.000 yıl öncesi arasında kalan 5.000 yıllık dönemi ortaya koymuştur.
Çayönü’nde yaklaşık 8000 m2’lik bir alanda çalışılmıştır. Neolitik Çağa ait örme yuvarlak evler, basit kulübeler ortaya çıkarılmış ve burada duvar üst örtü, kapı, kerpiç gibi Anadolu mimarisinin geleneksel ögelerinin nasıl ortaya çıktığı ve geliştiği açıkça izlenebilmektedir.
Çayönü kazılarında bulunan en görkemli yapı “Saltaşlı Yapı” olarak bilinen yaklaşık 10 metre genişliğinde, yüzeyleri düzletilerek parlatılmış, iri kalker bloklarından olan anıtsal yapıdır. Bu yapıda hücreler ve iskeletler bulunmuştur. Ele geçen eserler arasında çok sayıda ve değişik türlerde obsidyenden yapılmış aletler bulunmaktadır.
Burada ortaya çıkan ilginç bir nokta da madenciliğin, kilden yapılmış eserlerden önceki tarihlere ait oluşudur. Bunun nedeni de Çayönü yerleşmesinin doğal bakır yataklarına yakın konumda oluşu, ilk neolitik insanının bunları kullanmış oluşudur.