本书分本文与图版两部分, 本文分四篇, 第一篇为绪论, 综论罗布泊水道之变迁及楼兰国历史与文化。第二篇为工作概况, 详述作者考察石器遗址、湖畔古冢、古代遗址过程及考古所得。第三篇为器物图说, 分石、陶、铜、铁、漆、木、草、骨、织品、杂类共十章。第四篇为汉简考释, 分释官、释地、释历、释屯戍、释廪给、释器、释古籍、杂释及简书制度, 共九章。
黄文弼（1893—1966），字仲良，湖北汉川人，中国科学院考古研究所研究员，考古学家、西北史地学家。
1918年毕业于北京大学哲学系。1927年偕瑞典探险家斯文·赫定参加西北考察团，赴内蒙古、新疆考察。1930年入罗布泊地区采集，历时3年，获得大量器物运回北京大学。1933年第二次入疆，再次进入罗布泊地区，历时两年。1943年再次赴新疆考察。
黄文弼根据考察，论证了楼兰、龟兹、于阗、焉耆等古国及许多古城的地理位置和历史演变，判明了麴氏高昌的纪年顺序和坟茔域分布，提出了古代塔里木盆地南北两河的变迁问题。著有《高昌砖集》《高昌陶集》《罗布淖尔考古记》《吐鲁番考古记》《塔里木盆地考古记》等。
第一篇 绪论
第一章 罗布淖尔水道之变迁与沙漠之移徙 2
一、罗布淖尔名称及位置 2
二、水道变迁探查之经过 4
三、水道变迁时代之推拟 6
四、罗布沙漠之移徙 15
五、附论：河源问题 19
第二章 楼兰国历史略述 30
一、鄯善国之初起及最盛时期 31
二、楼兰故地之复活与最后之放弃 34
三、鄯善与中原王朝之交涉及其衰亡 37
附论：鄯善与楼兰国都问题 39
四、吐谷浑之侵入与隋唐之经营 43
五、康艳典东来与吐蕃之侵入 45
六、罗布区域之荒废及罗布驿站 48
七、清之改县 51
第三章 楼兰及鄯善在西域交通上之地位 52
一、两汉至魏晋之南北道及新道 52
二、北魏至隋唐之吐谷浑道 59
三、宋高昌道及元之大北道与南道 62
四、明清时之嘉峪关道 68
第四章 楼兰文化与汉代之经营 72
一、楼兰土著民族之推测及其文化 72
二、汉代对于西域之经营 77
三、汉文明之输入 88
第五章 佛教之传入与其文明 95
一、佛教之传入 95
二、西方文化之输入 105
第二篇 工作概况
第一章 石器遗址 119
一、英都尔库什 119
二、罗布淖尔北岸 120
第二章 湖畔古冢 128
第三章 古代遗址 141
一、汉烽燧亭遗址 141
二、汉代古道及住宅 147
第三篇 器物图说
第一章 石器类 158
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第四篇 木简考释
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