Στον νομό Κοζάνης δεν έχουν πραγματοποιηθεί μεγάλες και συστηματικές ανασκαφές, γι’ αυτό δεν έχουν ακόμη εντοπισθεί σύνολα αρχαίων πόλεων. Οι προϊστορικοί ωστόσο, οικισμοί, το πλήθος των κάστρων, τα νεκροταφεία αρχαίων πόλεων, τα ερείπια κτιρίων, οι βυζαντινές και μεταβυζαντινές εκκλησίες, καθώς και ο μεγάλος αριθμός των αρχαιολογικών ευρημάτων –επιτύμβιες στήλες, ανάγλυφα, αρχιτεκτονικά μέλη, αγγεία, χρυσά κοσμήματα κ.λ.π. – που διαρκώς αποκαλύπτονται σε πλήθος θέσεων, επιβεβαιώνουν ότι η περιοχή είχε μια έντονη ζωή σε ολόκληρη τη διαδρομή της ελληνικής ιστορίας. Σχετικά με το αρχαιολογικό ενδιαφέρον της περιοχής, αναφέρεται ενδεικτικά η Κοζάνη όπου, με αφορμή κυρίως τη διάνοιξη δρόμων, έχουν ανακαλυφθεί προϊστορικά όστρακα, κλασικό και ρωμαϊκό νεκροταφείο, λείψανα τείχους και κτιρίων στο ύψωμα του Αγίου Ελευθερίου και άλλα ευρήματα σε διάφορα σημεία της πόλης. Το σύνολο αυτών των αρχαιολογικών αντικειμένων βρίσκεται στην πρωτεύουσα του νομού, καθώς και σε μικρότερες συλλογές άλλων οικισμών της περιοχής (στην Αιανή, στη Σιάτιστα, στο Τσοτύλι, στο Αξιόκαστρο, στην Καισάρεια, στους Λικνάδες, κ.α).
Προϊστορικοί οικισμοί, με σημαντική παραγωγή ευρημάτων –κυρίως θραύσματα αγγέιων και εργαλεία – έχουν εντοπισθεί στα Σέρβια, στο Παλαιόκαστρο, στην Κοζάνη, στην Αμυγδαλιά, στην Κοιλάδα, στο Βελβεντό, στο Τσοτύλι, στην Αιανή, κ.α
Όσον αφορά την προκλασική εποχή, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα κάστρα, τα οποία είναι χτισμένα σε υψηλές και δυσπρόσιτες θέσεις πιο συγκεκριμένα στην περιοχή της Εράτυρας και Πελεκάνου-Πέλκα- σώζονται επτά τέτοια φρούρια.
Τα ευρήματα των κλασικών, ελληνιστικών και ρωμαϊκών χρόνων είναι πλούσια. Εκτός από την πόλη της Κοζάνης, έχουν ανακαλυφθεί στους Πύργους θεμέλια αρχαίου κτιρίου, στη Λάβα κτίσμα με ψηφιδωτό δάπεδο, στον Κόμανο λείψανα ρωμαϊκού λουτρού και άλλων κτισμάτων, στο Αργος Ορεστικό καμαρωτοί τάφοι και ψηφιδωτό δάπεδο, στη Νεράιδα (Σέρβια) κιβωτιόσχημοι τάφοι, στην Καισάρεια σαρκοφάγοι και ψηφιδωτό δάπεδο, στην Ασβεστόπετρα αρχιτεκτονικά μέλη και, σε πολλές άλλες θέσεις μέσα στο νομό, μέλη αγαλμάτων, επιγραφές, αγγεία, νομίσματα, κ.λ.π.
Από την παλαιοχριστιανική εποχή, σημαντικά είναι τα ερείπια των ναών που αποκαλύφθηκαν στο Βοσκοχώρι, στην Ακρινή και στην Αγία Παρασκευή. Το μνημείο της Ακρινής (5ος αιώνας) αποτελεί ένα από τα πιο ενδιαφέροντα μνημεία της συγκεκριμένης εποχής. Αρχιτεκτονικά, ανήκει στον τύπο του τρίκογχου ναού και η διακόσμησή του αποτελείται από μαρμαροθετήματα και ψηφιδωτά με συμβολικές παραστάσεις. Στο κατώφλι, που οδηγεί από τον νάρθηκα στον κυρίως ναό απεικονίζεται η σπάνια παράσταση δώδεκα περιστεριών με ποικιλόχρωμα φωτοστέφανα, τα οποία συμβολίζουν τους δώδεκα Αποστόλους. Στο Βοσκοχώρι και στην Αγία Παρασκευή οι ναοί είναι βασιλικές και, όπως κατά κανόνα συμβαίνει στην παλαιοχριστιανική εποχή, τα δάπεδά τους κοσμούνται με ψηφιδωτά.
Τα σημαντικότερα μνημεία της βυζαντινής περιόδου είναι αυτά που βρίσκονται στα Σέρβια και στην Αιανή. Στην Αιανή, σώζονται δύο ναοί, εκ των οποίων ο ένας, ο ναός της Παναγίας, βρίσκεται στο κέντρο του χωριού και χρονολογικά ανήκει στην περίοδο των Κομνηνών, αφού παρουσιάζει μορφολογικά στοιχεία που τον συνδέουν με την Κωνσταντινούπολη. Λίγο έξω από το χωριό βρίσκεται η τρίκλιτη ανατολίζουσα βασιλική του Αγίου Δημητρίου, η οποία φέρει στο εσωτερικό τοιχογραφίες του 15ου αιώνα, αλλά κάτω από αυτές διακρίνεται, σε ορισμένα σημεία, το αρχικό στρώμα της τοιχογράφησης, αυτό δηλαδή που δημιουργήθηκε μαζί με το κτίσμα και χρονολογείται στα τέλη του 11ου αιώνα. Κοντά στον Αγιο Δημήτριο σώζεται μισογκρεμισμένος ο ναίσκος του Αγίου Νέστορα και στα βορειοανατολικά του χωριού υπάρχουν δύο μικρές ξυλόστεγες μονόκλιτες βασιλικές, η εκκλησία του Αρχιστράτηγου Μιχαήλ και εκείνη του Αγίου Νικολάου. Αυτές οι τρεις μικρές εκκλησίες διατηρούν τοιχογραφίες του 16ου αιώνα, έργα του ζωγράφου Ζαχαρία, που στην τεχνοτροπία παρουσιάζουν ομοιότητες με έργα στο Αγιο Όρος.
Στα τέλη του ίδιου αιώνα (1591) διακοσμήθηκε με αξιόλογες τοιχογραφίες η μονόκλιτη βασιλική του Αγίου Νικολάου στο Βελβεντό. Το πιο σημαντικό στοιχείο αυτού του μνημείου είναι το σύγχρονο με την τοιχογράφηση ξυλόγλυπτο τέμπλο, που διατηρείται σε άριστη κατάσταση και αποτελεί το αρχαιότερο γνωστό χρονολογημένο τέμπλο της τουρκοκρατίας.
Ο 16ος αιώνας, αλλά κυρίως ο 17ος και ο 18ος έχουν κληροδοτήσει στο νομό Κοζάνης πλήθος μνημείων. Στη Σιάτιστα, στο Μικρόκαστρο, στον Πεντάλοφο, στην Εράτυρα, στο Σισάνι, στο Τριγωνικό, στην Κοζάνη, στη Βλάστη και, γενικά, στα περισσότερα χωριά του νομού συναντά κανείς χαρακτηριστικές μεταβυζαντινές εκκλησίες με ενδιαφέρουσες τοιχογραφίες, περίτεχνα ξυλόγλυπτα τέμπλα, φορητές εικόνες και άλλα κειμήλια. Παράλληλα, στις μεγαλύτερες πόλεις, όπως στη Σιάτιστα, διατηρούνται πολλά αρχοντικά.-