La cueva de Ekain se localiza en la ladera oriental de la colina denominada Ekain, de la que toma su nombre, junto al caserío de Sastarrain, en el término municipal de Deba y apenas a 1,5 kilómetros de Zestoa. Junto a la cueva discurren dos arroyos, Goltzibar y Beliosoerreka, que al unirse forman la regata de Sastarrain. La presencia de agua en las inmediaciones y la orientación favorable de la cueva hacían de ella un lugar propicio para que los grupos humanos del Paleolítico la ocupasen.

En torno a la cueva, a 90 metros sobre el nivel del mar, se desarrollan abruptas montañas y elevados macizos que llegan a alcanzar casi 800 metros, siendo más bajos y suaves hacia el norte y en dirección a la línea de costa, situada a unos 11 kilómetros en momentos paleolíticos.

En el entorno a la cueva de Ekain hay numerosos yacimientos de época magdaleniense (entre hace 20.000 y 13.000 años), como Urtiaga y Ermittia en Deba, Aitzbeltz en Andoain, y Agarre y Erralla en Aizarna, y otros de cronologías más antiguas como Astigarraga en Deba, e Irikaitz y Amalda en Zestoa. Además, cerca de ella hay otras cuevas decoradas de reciente descubrimiento, Astigarraga y Erlaitz en Deba y Danbolinzulo en Zestoa.

La entrada o vestíbulo de la cueva ha conservado un registro excepcional de las ocupaciones humanas de los grupos paleolíticos. Huesos, piedras, carbones, etc. son materiales que los paleontólogos, antropólogos, prehistoriadores y botánicos, entre otros, se afanan en estudiar para hacer "hablar" a los restos enterrados.

Los trabajos de excavación documentaron una ocupación no continuada entre hace 42.000 años hasta hace 5.600 años, correspondiendo principalmente a los grupos humanos Homo sapiens, si bien la más antigua pudiera evidenciar el tránsito del Homo neanderthalensis.

A lo largo de casi cinco metros de relleno se suceden doce niveles o capas de sedimentos, algunas de ellas con restos de frecuentación humana o animal. Las más antiguas evidencias de los grupos humanos, que pudieran tener en torno a 42.000 años, 33.000 años y 24.000 años, muestran una frecuentación muy esporádica. Además de restos de ciervos, sarrio, cabra y jabalí llevados por los hombres para su consumo, aparecen numerosos restos de osos, que indican el uso de la cueva como lugar de hibernación y el carácter interrumpido de la ocupación humana.

A partir de hace unos 18.000 años y hasta hace unos 11.000 años la cueva se ocupa con mayor intensidad. Durante el Magdaleniense, principalmente templado y húmedo aunque con algún momento frío, aparecen los instrumentos en hueso para la caza a distancia y numerosos útiles en piedra, algunos en cristal de roca, de tipo doméstico (pequeñas puntas, raspadores, buriles, raederas, denticulados, etc.). Aunque eran grupos nómadas, todo indica que la ocupación humana de la cueva se prolongaba durante unos meses. Ciervos y cabras son los animales que más se cazaban, apareciendo residualmente otros como el caballo, el bisonte y el sarrio. También se pescaba, ya que se documentan restos de salmón y un fragmento de arpón, y se recolectaban, en momentos más avanzados, recursos costeros de moluscos marinos. Incluso aparecen algunos restos de aves que muestran evidencias de consumo humano.

Con carácter artístico, se recuperaron dos significativas piezas de arte mueble que complementan el repertorio rupestre del interior de la cueva. Un posible contorno en forma de ave sobre un fragmento de hueso de hace unos 14.500 años, y una plaqueta con el grabado de una cabra, un ciervo y un caballo, de hace unos 12.500 años.

Hace aproximadamente 10.500 años la cueva se dejó de frecuentar con asiduidad, siendo muy ocasionales las visitas humanas. Destaca su uso como lugar de enterramiento hace unos 5.600 años, con los primeros grupos humanos que conocieron la agricultura, la ganadería y la cerámica.

En torno a Ekain y a fin de promover el uso social de la cueva se inauguró Ekainberri en 2008, una réplica de la cueva asociada a una exposición, permitiendo de este modo divulgar la arqueología de la cueva y el arte paleolítico del País Vasco.