La renommée du site vient principalement de cette culture identifiée par Piette en 1889 et à laquelle le Mas-d’Azil a donné son nom (site éponyme) : Azilien.

Au dessus des niveaux magdaléniens de la Rive Gauche, fut isolée une séquence culturelle inconnue jusqu’alors qui venait combler un vide incompréhensible entre la fin du Paléolithique Supérieur et le Néolithique, appelé jusqu’au 19ème siècle : « le hiatus ».

Cette industrie originale se situe à l’extrême fin du Paléolithique Supérieur (Epipaléolithique) et tout en perdurant globalement le genre de vie du Paléolithique Supérieur, cette culture s’en démarque par plusieurs points, notamment par le fait qu’elle évolue dans un contexte climatique plus tempéré (début du Postglaciaire). Sa localisation dans la grotte se situe exclusivement sur la Rive Gauche.