甜水沟遗址位于陕西省大荔县段家乡解放村东的甜水沟内，为旧石器时代遗址，距今30万年～50万年。

遗址发现有早期人类头骨化石，命名为“大荔人”。大荔人头骨化石粗壮，眉脊发达，前额后倾，带有明显的从直立人向早期智人过渡的体质特征，与北京猿人接近。但是其顶骨较大，枕骨隆凸前面呈凹陷状，鼻骨窄长，眼眶近乎方形，虽然颧骨较为朝前，可是吻部并不突出，脑容量达1120毫升，这些特点又比北京猿人进步。时代为距今20万年左右。已发现石制品800多件，主要是形体较小的石片石器，有刮削器、尖状器、石锥与雕刻器等。还有古菱齿象、三门马与犀牛等多种哺乳动物化石发现。

古人类化石保存状况完好，在中国及东亚地区早期人类演化史的研究中具有非常重要的地位。丰富的石制品与哺乳动物化石反映了当时人类的生产与生活特点及其古环境背景。