Институт археологии им. А.Х. Маргулана славится ставшими теперь уже легендарными экспедициями, положившими начало масштабным и даже эпохальным изысканиям. Люди, руководившие первыми казахстанскими экспедициями, оставили яркий след в науке страны, в судьбе Института и археологов, которые сегодня сами стали признанными специалистами.
Под руководством известного ученого А.Х. Маргулана начиная с 1945 г. работала первая археологическая экспедиция – Центрально-Казахстанская. Ее исследования послужили отправным пунктом изучения бегазы-дандыбаевской культуры. Экспедиция выявила, обследовала и изучила стоянки эпохи неолита и энеолита, поселения и могильники андроновской и бегазы-дандыбаевской культур, погребальные сооружения 1 тыс. до н. э., курганы тюркского времени, средневековые городища и поселения.
В 1957 г. на территории Сарыарки начались исследования отряда по изучению памятников эпохи ранних кочевников во главе с М.К. Кадырбаевым в составе Центрально-Казахстанской археологической экспедиции. Особое значение приобрел материал, полученный в ходе исследования могильника Тасмола. В результате М.К. Кадырбаевым была выделена тасмолинская раннесакская археологическая культура.
Илийская археологическая экспедиция (в дальнейшем Семиреченская) во главе с К.А. Акишевым была организована в 1954 г. В первый же сезон экспедиция обнаружила огромное скопление курганных могильников эпохи саков и усуней, обобщение материалов раскопок которых послужило основой серьезной монографии, были введены в научный оборот уникальные материалы исследований курганов Бесшатыр.
В 1957 году был организован отряд по изучению памятников каменного века в районе хребта Малого и Большого Каратау, которым руководил Х. Алпысбаев. Ученым удалось выявить шельско-ашельские местонахождения и памятники мустьерского периода. Классикой археологии каменного века Казахстана можно назвать палеолитическую стоянку имени Шокана Валиханова на правом берегу реки Арыстанды. Нижнепалеолитические памятники выявлены в низовьях р. Шу. Известным казахстанским ученым А.Г. Медоевым были найдены каменные орудия сибирского палеолита в Северном Прибалхашье. Большое значение для изучения нижнего палеолита Казахстана имеет стоянка Кошкурган, имеющая надежно продатированный стратиграфический контекст. Было доказано, что в Южном Казахстане существуют памятники эпохи нижнего палеолита.
Определяющими для археологии эпохи бронзы евразийского пояса степей оказались исследования Жезказганского металлургического центра, важнейшую роль в котором сыграл К.И. Сатпаев как президент АН КазССР, оказавший весомую поддержку.
Одним из объектов Южно-Казахстанской археологической экспедиции являлся Отырарский оазис. Итогом работ ЮКАЭ явилось обследование, картографирование и хронология большой группы городищ и поселений в Отырарском оазисе, на северных склонах Каратау, в долине Сырдарии. Систематическое планомерное и детальное изучение оазиса и его гидротехнических сооружений было предпринято Отрарской археологической экспедицией под руководством К.А. Акишева. За 40 лет были изучены городища Отырар, Куйрыктобе, Кокмардан, Алтынтобе и др. (рук. академик Байпаков К.М.).
Знаменательным не только для археологии ранних кочевников Казахстана и всего Великого пояса степей Евразии, но и для изучения культуры номадов в целом, оказалось открытие К.А. Акишевым и Б. Нурмуханбетовым не разграбленного погребения в кургане Иссык, находки из которого впоследствии были использованы для создания государственных символов Независимого Казахстана. Уникальные произведения ювелирного искусства, свидетельствующие о высоком уровне развития древних кочевников, были обнаружены случайно в 1988 г. в Кегенском районе Алма-Атинской области – Жалаулы.
В первые годы Независимого Казахстана на территории нового государства археологи смогли продолжить работы: с 1992 г. действовала Казахско-Российская экспедиция, которая проводила совместные работы на территории России и Казахстана в рамках программы «Палеоэкология древнего человека и первоначальное освоение Евроазиатского материка». С 1995 г. по 2000 гг. экспедицией совместно с Международным казахско-турецким университетом им. Х.А. Ясауи и Казахским государственным национальным университетом им. аль-Фараби реализовывался проект «Палеолит аридной зоны Казахстана: периодизация и хронология», результатом чего явилось открытие новых местонахождений, относящихся к ранним, средним и поздним этапам палеолита, получение данных, характеризующих процессы заселения древним человеком территории Центральной Азии в плейстоцене.
В 1993 году работала Казахско-Французская экспедиция по изучению наскальных изображений Казахстана, с участием специалистов из Института археологии, Института «Казпроектреставрация», Национального центра научных исследований Франции. Основной задачей экспедиции была подготовка материалов Корпуса петроглифов Казахстана.
В 1997-1999 гг. в Восточном Казахстане работала международная экспедиция при участии сотрудников археологической миссии Франции в Центральной Азии и научно-исследовательского центра Италии Лигабуе. Основной задачей экспедиции было изучение памятников древних кочевников Казахстанского Алтая, результатом чего явилось открытие кургана представителя кочевой элиты с линзой мерзлоты (Берел), изучение курганов раннесакской эпохи (Майемер) (рук. д.и.н. Самашев З.С.).
Значимых результатов достигла казахско-американская экспедиция, основной целью которой было выявление процессов эволюции от поселения к урбанизму в Талгарском регионе, охватившей период от саков до средневековья.
Наиболее крупные экспедиции, работавшие в последние годы, охватили территорию всего Казахстана: Семиреченская комплексная археологическая экспедиция (К.А. Акишев), Южно-Казахстанская комплексная археологическая экспедиция (К.М. Байпаков), Центрально-Казахстанская археологическая экспедиция (Ж.К. Курманкулов), Казахстанская новостроечная археологическая экспедиция (Л.Б. Ерзакович), Западно-Казахстанская археологическая экспедиция (З. Самашев), Северо-Казахстанская археологическая экспедиция (М.К. Хабдулина), Восточно-Казахстанская археологическая экспедиция (З. Самашев), Туркестанская археологическая экспедиция (Е.А. Смагулов), Сарыаркинская археологическая экспедиция (А.З. Бейсенов), Свод археологических памятников Казахстана (В.А. Грошев), Меркенская археологическая экспедиция (А.М. Досымбаева), Алматинская новостроечная археологическая экспедиция (Б. Нурмуханбетов). В девяностые годы работами этих экспедиций было охвачено 115 археологических памятников.
Для проведения полевых археологических изысканий в Институте действуют следующие экспедиции: