El sitio arqueológico de Tehuacán el Viejo aparece en los primeros reportes del año de 1910, cuando el historiador local Joaquín Paredes Colín escribe que "las casas, jacales ó chozas de los tehuacaneros, no estaban agrupadas ni formando calles sino diseminadas, según puede comprenderse por algunos cimientos que existen, muy particularmente al norte de las actuales ruinas del Templo, es decir hacia Cerro Colorado". Pero no es sino hasta 1989 cuando, como resultado de un saqueo del sitio de Tehuacán el Viejo (La Mesa), el INAH Puebla interviene e inicia las exploraciones del sitio a cargo del arqueólogo Gerardo Zepeda García. En 1990, el Doctor Edward Sisson presenta un proyecto de levantamiento topográfico y registra 644 estructuras, de las cuales 29 son estructuras piramidales y el resto son elementos arquitectónicos como palacios, patios, calzadas, etc., además del mural de los chimales. Finalmente, a partir del año de 1993, la encargada del proyecto de investigación es la maestra Noemí Castillo Tejero, cuya actividad de exploración y consolidación se mantiene hasta el presente.
Actualmente están exploradas 16 de las 126 hectáreas que comprende la ciudad. En ella se encuentra la plaza del Templo de Fuego Nuevo, dedicada a la renovación del tiempo cada 52 años. La plaza está flanqueada por los desplantes de las trece columnas de los Señores de la Noche y las nueve columnas de los Señores del Día, también cuenta con un templo dedicado a Ehécatl-Quetzalcóatl, así como un conjunto central, en donde se localiza la estructura más alta del sitio, denominada Templo Mayor y el Templo de las Calaveras. El sitio de Tehuacán se distingue por los conjuntos de edificaciones distribuidos en los desniveles de la meseta, en donde destacan plazas diseñadas para ceremonias, además de unidades habitacionales donde residían los gobernantes y sacerdotes. En las exploraciones también se han descubierto restos de drenaje y conductos de agua.
