Το Σπήλαιο του Αγίου Χαραλάμπους ανακαλύφθηκε τυχαία το 1976 κατά τη διάρκεια εργασιών διάνοιξης δρόμου σε λόφο λίγο πιο έξω το χωριό Άγιος Χαράλαμπος (ή Γεροντομουρί) στο Οροπέδιο Λασιθίου σε υψόμετρο 835μ. Η είσοδος είναι σφραγισμένη για το κοινό, καθώς οι ανασκαφικές εργασίες βρίσκονται σε εξέλιξη. Την ίδια χρονιά που εντοπίστηκε το σπήλαιο, ο αρχαιολόγος Κώστας Δαβάρας διεξήγαγε τις πρώτες διασωστικές ανασκαφές, τις οποίες συνέχισε το 1982 και το 1983. Το 1999 αρχαιοκάπηλοι αφαίρεσαν υλικό από την επιφανειακή κεραμική. Το 2002 το ανασκαφικό έργο ανέλαβε ο Philip Betancourt και το 2003 η Ελένη Στραβοπόδη.
Πρόκειται για ταφικό σπήλαιο που χρησιμοποιήθηκε κυρίως κατά τη Νεολιθική και Μεσομινωική περίοδο, όπως μαρτυρούν τα συσσωρευμένα οστά και κρανία. Στο σπήλαιο γινόταν δευτερογενής ανακομιδή των οστών νεκρών, οι οποίοι ήταν αρχικά θαμμένοι σε άλλους τάφους της περιοχής. Ουσιαστικά αποτέλεσε το οστεοφυλάκιο μιας τοπικής κοινότητας, κυρίως κατά τον 18ο αιώνα π.Χ.
Το σπήλαιο σφραγίστηκε με φυσικό τρόπο κατά τον 18ο αιώνα π.Χ., όταν κατέρρευσε η είσοδος του. Αυτή η τυχαία κατάρρευση έδωσε στους επιστήμονες ένα υπερπολύτιμο δώρο, καθώς μπόρεσαν μετά από χιλιάδες χρόνια να δουν ένα στιγμιότυπο της εποχής, χωρίς να έχει διαταραχθεί από τις μεταγενέστερες γενιές. Μέσα από το «παγωμένο» καρέ μπόρεσαν να κατανοήσουν καλύτερα τις πρακτικές ταφής και να μελετήσουν με μεγαλύτερη ασφάλεια τα ανθρωπολογικά και κοινωνιολογικά χαρακτηριστικά των Μινωιτών.
Βρέθηκαν οστά σε κοιλότητες, τοποθετημένα σε επίπεδα. Επίσης, κάποια από τα κρανία έφεραν οπές τρυπανισμού, γεγονός που σημαίνει ότι είχαν υποβληθεί σε κάποιο είδος εγχείρισης. Αντίστοιχα, υπήρχαν οστά με πολλαπλές κακώσεις, γεγονός που δηλώνει ότι τα άτομα αυτά είχαν την πολύτιμη υποστήριξη της κοινότητας τους για την επιβίωση. Τα οστά παρείχαν πληροφορίες για το DNA των Μινωιτών και των ασθενειών που αυτοί αντιμετώπιζαν.
Το σπήλαιο αποτελείται από εφτά επικοινωνούντες θαλάμους, στους πέντε από τους οποίους βρέθηκαν οστά. Μαζί με τα οστά, βρέθηκε πληθώρα από κτερίσματα των νεκρών. Ανάμεσα στα αντικείμενα υπήρχαν δεκάδες σπασμένα κεραμικά και λίθινα αγγεία (κυρίως πρόχους και κύπελλα), τμήματα λαρνάκων, σφραγίδες και σφραγιστικά δαχτυλίδια, ανθρωπόμορφα και ζωόμορφα ειδώλια, εργαλεία κλπ. Σε έναν από τους θαλάμους υπάρχουν δύο αναλημματικοί τοίχοι για τη συγκράτηση των σαθρών εδαφών.
Ανάμεσα στα ευρήματα ξεχωρίζουν 4 μικρές ελλειπτικές λάρνακες κι ένα καπάκι που τοποθετούσαν τα εξαρθρωμένα οστά και διάφορα ειδώλια από μάρμαρο ή κυνόδοντες ιπποπόταμου, που υποδεικνύουν την υψηλή κοινωνική θέση του νεκρού και τις επαφές με άλλες μακρινές περιοχές της Μεσογείου. Ωστόσο, τα πιο γνωστά ευρήματα στο ευρύ κοινό είναι τα σείστρα, ένα είδος μουσικών οργάνων που σχετίζονται είτε με τη λατρεία της θεάς Ίσιδος, της οποίας αποτελούν σύμβολο, είτε αποτελούσαν προσωπικό αντικείμενο κάποιου νεκρού μουσικού, είτε συνόδευαν τις τελετές αποκομιδής των οστών.