Остатки позднепалеолитических поселений на Русской равнине размещаются в долинах рек и в древних оврагах-балках и залегают в верхах четвертичных отложений, в лессовидных суглинках и погребенных почвах. Лишь на окраинах равнины, в Прикарпатье, в Крыму и на Урале имеются пещерные стоянки. За последние годы благодаря специальным геологическим и палеогеографическим исследованиям остатков многослойных поселений удалось найти в Костенках на Дону и на Волыно-Подольской возвышенности наиболее древние позднепалеолитические остатки и установить связь их с погребенными почвами и гумусами.
Из-за недостаточной и неравномерной изученности верхнеплейстоценовых отложений на Русской равнине вопросы относительной древности памятников эпохи палеолита и их геологического возраста в нашей стране решались в рамках моногляциалистской концепции крайне условно и схематически. Хронология строилась с опорой на французскую схему эпох верхнего палеолита, при этом не только допускалось, но и утверждалось их универсальное значение во всей европейской приледниковой зоне развития верхнепалеолитической культуры. В этом отношении достаточно показательным являлся подход П.П. Ефименко к определению хронологии Костенок I. Отметив затруднение в решении вопроса, «к какой фазе четвертичной истории должен быть отнесен основной культурный горизонт Костенок I», он писал: «Если синхронизировать мустьерское время с максимальным оледенением Восточной Европы или по крайней мере с ранними этапами его развития, представляется весьма вероятной принадлежность древнейшего нижнего слоя палеолитического культурного горизонта Костенок I… с его типичным солютрейским инвентарем, сохраняющем еще живые черты мустьерской техники, может быть, даже к ранней поре так называемого рисс-вюрмского межледниковья. Если это действительно так, тогда верхний горизонт стоянки с его обработанным кремнем, костью и другими вещественными остатками, обнаруживающими, несомненно, ряд особенностей, свойственных солютрейскому типу культуры, может быть отнесен с большой долей вероятности к концу того же межледниковья или к ранним этапам вюрма» (Ефименко П.П., 1958, с. 27).
Столь глубокая древность верхнего палеолита на востоке Европы смущала наших западных коллег, которые, исходя из иных представлений, вдавались в другую крайность, омолаживая геологический возраст почти всех памятников нашей страны (Bordes Fl., 1968). Лишь при углубленном исследовании многослойных памятников на Дону и на Днестре и постановке специальных работ по выяснению их геологического возраста удалось в общих чертах добиться более или менее ясного представления об условиях взаимодействия населения, оставившего позднепалеолитические памятники, с природной средой. Вместе с тем из-за отсутствия сети таких памятников и недостаточности археологических и особенно геологических исследований палеолита на огромных пространствах северо-востока страны имеются большие трудности в хронологической классификации памятников. Этим объясняется большой диапазон расхождений точек зрения исследователей при определении возраста многих памятников.
Вопросы изменения климата и природной среды в позднем плейстоцене в настоящее время до конца не решены. В науке по этому поводу имеются различные точки зрения. Авторы придерживаются концепции, согласно которой в вюрмской (валдайской) эпохе, наступившей после последнего хорошо выраженного и продолжительного микулинского (рисс-вюрмского) межледниковья выделяется три основных периода: 1. В целом холодный ранний валдай (ранний вюрм, калининское оледенение); 2. Средний валдай, характеризующийся неустойчивым, но в целом теплым климатом, временами аналогичным современному, отсутствием ледника в пределах всей Русской равнины. Сторонники трехчленного деления вюрма определяют этот период как прохладное межледниковье (молого-шекснинское, гражданский проспект) или же в последнее время иногда используют более осторожный термин — «мегаинтерстадиал». 3. Средневалдайский мегаинтерстадиал (молого-шекснинское межледниковье) сменяется поздним валдаем (поздний вюрм, осташковское оледенение) — самым холодным периодом в пределах всего вюрма. Хронологические границы трех указанных подразделений вюрма (валдая) приблизительно следующие: ранний валдай — 70–50 тыс. лет, средний валдай (молого-шекснинское межледниковье) — 50–24 тыс. лет; поздний валдай (осташковское оледенение) — 24–10 тыс. лет от наших дней. Таким образом, эпоха верхнего палеолита охватывает вторую половину молого-шекснинского межледниковья и все осташковское время.