На территории Казантипского природного заповедника имеется несколько археологических объектов античного и раннесредневекового времени. Они были выявлены во время разведочных и раскопочных работ ещѐ в начале 50-х, затем в 80–90-е годы прошлого века. Последний раз разведки и осмотр этих памятников был проведѐн в августе 2009 г. сотрудниками Восточно-Крымской археологической экспедиции ИА РАН и Казантипского природного заповедника.
Археологические находки доказали, что с античных времен Казантип населяли различные народы.
Чуть восточнее (над самой Татарской бухтой) открыто одно из крупных античных поселений (обнаружен, например, ведущий к берегу моря подземный ход); жители поселения разводили мелкий рогатый скот, занимались хлебопашеством, рыболовством, собирали мидий.
Поселение появилось на рубеже III–II веков до н. э. и погибло в III веке н. э., вероятно, во время вторжения готов. Археолог И. Т. Кругликова идентифицирует его с городищем Гераклий, упоминаемым Страбоном и Птолемеем.
Открыт в 1953 г. на мысе Казантип со стороны Татарки в древнем, заросшем гармалой, оползневом цирке примерно в пятой по счету от начала скал бухте, которая называется «Шелковица татарская». По всему видно, город был довольно большим и занимал не только Шелковицу, но ещё четыре соседних бухты справа и слева. Его постройки располагались в приморской части цирка и были защищены оборонительной стеной, окруженной рвом и валом. Обнаружен подземный ход, ведущий к берегу моря.
Казантип Западный (Мысовое): (Y WGS84 45.45052; Y WGS84 35.82095) поселение «Казантип Западный» (Мысовое) расположено на скалистом невысоком прибрежном плато у западного основания Казантипского мыса. Открытое в 1962 г., оно исследовалось и посещалось периодически. В 1962, 1980 гг. раскопки здесь провёл Б. Г. Петерс, в 1989–90 гг. и в 1998–99 гг. — отряд ВКАЭ под руководством И. М. Безрученко. Всего была вскрыта площадь около 950 м2. На известковом гребне восточнее поселения можно увидеть остатки каменных стен и крепид; ниже, над самым морем, располагалась усадьба античного времени. Одна из ее стен-крепид обнажается над пляжем рядом с пешеходной тропой. Со всего города раскопана только эта одна усадьба, предположительно богатого человека, о чем говорят ее размеры. Прямо над раскопом стоит большой камень с небольшим естественным навесом, под которым находится археологический отвал, т. е. осколки глиняной посуды. На некоторых из них можно увидеть хорошо сохранившиеся следы рук древнего мастера, который делал эту посуду. Среди столовой посуды встречаются фрагменты чернолаковых скифосов, канфаров, киликов и чашек, в том числе относительно ранних.
Кроме этого, были найдены несколько глиняных и каменных рыболовных грузил, три медные монеты, три-четыре фрагмента терракотовых статуэток, наконечник стрелы скифского типа, более ста мелких камней для пращей, несколько пряслиц, обломки железного копья, меча и серпа, железный виноградный нож, 5 граффити, три фрагмента расписных (краснофигурных) сосудов, столько же обломков «мегарских» чаш и сероглиняных закрытых светильников, почти целые кувшин-лекиф и флакон, свинцовое кольцо-грузило, костяные проколки-иглы и 29 почти исключительно синопских амфорных клейм. Костей животных в целом немного.
Столь «пестрый» набор (особенно клейма и чернолаковая посуда) вносят заметные разночтения в предлагаемые общие датировки памятника. Похоже, некое поселение, облик которого нам неведом, существовало здесь в последней трети V в. до н. э. Затем, где-то через полстолетия, тут был построен весьма сложный по планировке и значительный по площади населенный пункт, напоминавший т. н. коллективные усадьбы.
Протяжѐнная лощина, в которой, вероятно, был дополнительно вырыт ров, а перед ним проходил вал и оборонительная стена поселения. В целом, несмотря на плохую сохранность (особенно в высоту), строительные остатки главным образом стены при небольшой ширине (как правило, около 0,6 м) отличаются своей прямолинейностью, тщательным подбором камней, многие из которых (во внешних, лицевых рядах кладок) были подтѐсаны или хотя бы оббиты. В планировке отчѐтливо прослеживаются регулярные элементы, характерные для рядовых античных усадеб классического и эллинистического времени (чѐткая разбивка на местности, ориентация стен по сторонам света, правильные промежутки между строениями, примерно одинаковые размеры входов). Многие сохранившиеся части стен, по существу, являлись их цоколями. Полы помещений, как правило, уцелели плохо, поскольку неровности материковой скалы заставляли строителей постоянно прибегать к нивелировочным подсыпкам из щебня и грунта.
Весьма примечательным строением, открытым вблизи этого поселения-усадьбы, являлся древний мол. Он был раскопан в северной части соседней с запада бухты, на песчаной пересыпи, соединявшей выступающую в море скалу с коренным берегом. Камни его кладки были практически полностью засыпаны морским песком, при расчистке которого на уровне основания мола были найдены несколько стенок амфор эллинистического времени. На упомянутой скале сохранились следы подтёсов, а сама стена мола имела длину в направлении восток-запад 13,2 м при ширине 3,32 м. Кладка еѐ аккуратная, двухлицевая, трѐхслойная из больших, средних и мелких камней. Фасы ровные, вертикальные. Основание заглублено в песок до глинистого грунта, торцы примыкали к скальным породам. Лучше всего стена мола сохранилась в восточной части: до 1,4 м (шесть рядов кладки), хуже — у западного края (0,4–0,5 м). В восточной части с юга перпендикулярно ей уцелел небольшой участок другой стены, вернее, однолицевой кладки, возможно, игравшей роль подпорной у берега или служившей основой причала. С севера в этом же месте и вновь перпендикулярно молу была раскопана ещѐ одна стена шириной около 2 м и сохранившейся длиной 1,36 м, вероятно, того же назначения.
С северной стороны поселка Мысовое, на маленьком мысу, были обнаружены остатки небольшого древнего поселения, по-видимому, эллинистического времени. Культурный слой в значительной степени насыщен створками мидий. При довольно значительной его мощности обломков посуды немного. Кое-где выступает кладка древних стен. При осмотре территории было поднято небольшое количество фрагментов розовоглиняных амфор и лепной керамики, в том числе венчик сосуда из серой глины. Также встречена часть рифленой плоской зернотерки из крепкой ноздреватой темно-серой горной породы.
В западной части городища, у дороги, находятся два холма-зольника, исследованные археологами. По обломкам амфор, лепной посуды, костям животных, раковинам моллюсков и другим артефактам, найденным в древней свалке, было установлено, что жители поселения разводили мелкий рогатый скот, занимались хлебопашеством, рыболовством, собирали мидий. При осмотре территории были подняты фрагменты плоскодонной посуды из серой глины, в том числе поливной коричневого цвета с мелкорифленым пояском в нижней части. Видимо, здесь было незначительное средневековое (татарское?) поселение.
Неподалеку от него, ближе к Мысовому, в VII–IX веках располагались юртообразные постройки небольшого хазарского поселения.
Примерно в 300–350 м северо-западнее маяка, расположенного на северо-восточной окраине Казантипского полуострова, на территории урочища «Кошара», обнаружено некоторое количество маловыразительных фрагментов посуды из коричнево-оранжевой глины, а также лепной керамики из глины черного цвета. Встречались следы каменных ограждений и небольших плотин. Недалеко, примерно в 30 м от берега моря, находился грубый каменный колодезь. Здесь в 1954 г. местным жителем был найден целый сосуд раннесредневекового времени (VIII–X вв. н. э.), переданный в Керченский историко-культурный музей-заповедник.