Мезмайская пещера — пещера в Апшеронском районе Краснодарского края России, археологический памятник. Пещера расположена в горном массиве Кавказских гор. Находится по правому броту реки Сухой Курджипс (приток реки Белой).
 Пещера расположена в 50 км южнее города Майкопа (Республика Адыгея) в Апшеронском районе Краснодарского края. Топографически пещера расположена на абсолютной высоте 1350 м над уровнем моря в пределах Лагонакского нагорья, которое образует западный участок мегасвода Большого Кавказа. Пещерная полость имеет карстовое происхождение. Высота пещеры у входа достигает 10 м, ширина — до 15 м, глубина — около 35 м.
 1987 год — открытие Мезмайской пещеры, осуществлено Северо-Кавказским палеолитическим отрядом (начальник отряда — петербургский археолог, кандидат исторических наук Голованова Любовь Витальевна).
 1993 год — археологи Л. В. Голованова и В. Б. Дороничев находят в основании среднепалеолитического слоя 3 пещеры скелет неандертальского младенца (возраст — около 2 месяцев). Через несколько лет, также в слое среднего палеолита, обнаружены фрагменты черепа ещё одного неандертальского младенца возрастом около 2 лет). Данные открытия стали всемирно известны и вошли в мировую историю изучения неандертальцев.
 Неандертальцы жили в Мезмайской пещере от 70 до 40 тыс. лет назад, Homo sapiens — от 39 до 11 тыс. лет назад.
 По некалиброванным данным радиоуглеродного анализа возраст индивида Mez 1 — ок. 29 200 лет, возраст индивида Mez 2 — около 39 700 лет. Позже образец Mezmaiskaya 1 датировали возрастом 60—70 тыс. лет назад. Грудной материал неандертальца Mezmaiskaya 1 (M1) исследовали с помощью спиральной компьютерной томографии.
 Обсидиан доставлялся неандертальцами в Мезмайскую пещеру за 250 км из грота Сарадж-Чуко в Кабардино-Балкарии. В Мезмайской пещере найдены орудия микокской индустрии.
 В слое 3 найдено кострище.
 Для слоя 2В4 методом электронного парамагнитного резонанса для слоя было получено пять дат по зубам копытных животных, усредненные значения которых определяют возраст слоя: верхний горизонт (2В4, горизонт 2) в интервале от 54,4±4,7 тыс. л. н. до 59,0±4,9 тыс. л. н.; нижний горизонт (2В4, горизонт 3) в интервале от 63,6±6,7 тыс. л. н. до 70,6±7,4 тыс. л. н. По палинологическим данным слой 2В4 формировался в достаточно холодных условиях, когда пещеру окружала сухая холодная степь, а древесная растительность почти отсутствовала. В слое найдено очень много костного угля, а значит для отопления использовался также и костный материал. Индустрия верхнего уровня слоя 2В4 выглядит как комплекс восточного микока и близка к индустрии нижнего уровня 2В4. В слое 2В4 имеются артефакты, изготовленные из кремня с месторождения Лысогорка в Приазовье, находящегося на расстоянии около 300 км от Мезмайской пещеры и пещеры Матузка. Для верхнего уровня слоя возможно предположить палимпсест стоянок, оставленных разными группами неандертальцев (носителями восточного микока и хостинского мустье).
 В пещере был обнаружен вулканический пепел, относящийся к двум извержениям. Первым было извержение Эльбруса, которое совпадает по возрасту с похолоданием события Хайнриха 5 около 45 тыс. л. н. Вторым было извержение Казбека, произошедшее по геологическим меркам синхронно с суперизвержением Флегрейских полей на Апеннинах и извержением вулкана Святая Анна в Южных Карпатах около 40 тыс. лет назад, что  по версии Л. В. Головановой и В. Б. Дороничева из АНО «Лаборатория доистории» вызвало наступление «вулканической зимы». Пепел из слоя 2В-1 по химическому составу наиболее близок пеплам вулкана Таш-Тебе в верховьях реки Худес (Карачаево-Черкесия). Анализ найденных здесь костей (остатков) бизонов позволил установить, что на протяжении среднего и позднего палеолита в окрестностях Мезмайской пещеры жили 4 разных вида бизонов. После второго цикла извержений повысилось содержание вредных веществ в почве и атмосфере, анализы костей показывают, что норма была превышена в несколько раз. Резко ухудшилась экологическая ситуация, пропали животные, в анализах отложений за этот период не присутствует пыльца растений.
 В самом позднем среднепалеолитическом  слое 2 было обнаружено кострище, залегавшее в углублении. Слои 2 и 2А позднего среднего палеолита перекрываются слоями 1D и контакта 1C/1D. На контакте раннего верхнепалеолитического слоя 1С и слоя вулканического пепла 1D обнаружен зуб (верхний моляр) Homo sapiens эпохи раннего верхнего палеолита. Ранний верхний палеолит (40—30 тыс. л. н.) представлен ​​на Северо-Западном Кавказе слоем 1С Мезмайской пещеры и слоем 2Б пещеры Короткая. К позднему верхнему палеолиту в Мезмайской пещере относятся слои 1А2, 1А1/1А2, 1А1. Самый ранний верхнепалеолитический слой 1С имеет возраст от 40—37 тыс. лет и содержит все категории каменных изделий, включая орудия, сколы-заготовки, их обломки, отходы производства, нуклеусы. В нём господствовала микропластинчатая техника расщепления, направленная на получение пластинок и микропластинок шириной от 3 до 12 мм. В слое 1А1/1А2 найдены нашивки-бусины из бивня мамонта и трубочка из кости птицы, которые имеют аналогии на стоянке Сунгирь. Наконечник с выемкой из слоя 1А1 и листовидное остриё из слоя 1А2 имеют аналогии на памятника граветтской культуры . Для слоя 1А2 получены радиоуглеродные даты 28 500±850 л. н. и 23 000±500 л. н., для слоя 1А1/1А2 — дата 20 500±180 л. н., для слоя 1А1 — даты 20 100±90 л. н. и 19 330±90 л. н. Для эпипалеолитического слоя 1-3 получены радиоуглеродные даты  12 953±150 л. н. (горизонт 9) и 10 400±150 л. н. (горизонт 1).
 Эта пещера стала всемирно известной, так как в ней были найдены останки трёх неандертальцев. Первый неандерталец (Mezmaiskaya 1), найденный в более раннем слое, по методу ЭПР получил датировку от 70 до 60 тыс. лет. Второй неандерталец (Mezmaiskaya 2), найденный в самом позднем слое среднего палеолита) получил датировку около 40 тыс. лет. Это скелет младенца-неандертальца, который сохранился лучше, чем европейские аналоги. Скелет послужил материалом для исследований по расшифровке генома неандертальца. Одно из исследований мтДНК показало, что из исследованных — здесь самые необычные неандертальцы.
 Анализ генома неандертальцев из Мезмайской пещеры показал, что образец Mezmaiskaya 2 более тесно связан с поздними неандертальцами из Бельгии (Гойе, Spy 94a), Франции (Les Cottés) и Хорватии (Виндия), чем с более древним неандертальцем Mezmaiskaya 1. Сравнение геномов поздних неандертальцев с геномом более древнего неандертальца с Кавказа показало, что концу истории неандертальцев, вероятно, произошёл оборот неандертальского населения либо на Кавказе, либо по всей Европе. Основная часть потока неандертальских генов в ранних Homo sapiens происходила из одной или нескольких исходных популяций, которые разошлись с последними неандертальцами не менее 70 тыс. л. н., но после того, как они откололись от ранее секвенированного неандертальца из Сибири (Altai Neandertal) примерно 150 тыс. лет назад. Исследование Y-хромосом трёх неандертальцев (Mezmaiskaya 2, 43—45 тыс. л. н.; El Sidrón 1253, 46—53 тыс. л. н.; Spy 94a, 38—39 тыс. л. н.) и двух денисовцев (Denisova 4, 55–84 тыс. л. н.; Denisova 8, 106–136 тыс. л. н.) показало, что Y-хромосомная линия поздних неандертальцев отделилась от Y-хромосомной линии современного человека около 370 тыс. лет назад.
 Митохондриальный геном зуба неандертальского ребёнка 5–6 лет Mezmaiskaya 3 из слоя 3 (межледниковая морская изотопная стадия MIS 5) образует кладу с митохондриальным геномом Mezmaiskaya 1, а вместе они близки к митохондриальному геному Stajnia S5000 из польской пещеры Стайня. Анализ частичной последовательности ядерного генома показал, что зуб Mezmaiskaya 3 принадлежал женской особи. Mezmaiskaya 3 была часть популяции микокских неандертальцев раннего среднего палеолита, живших ~ 100–70 тыс. л. н., которая была генетически удалена от более поздней популяции европейских микокских неандертальцев, живших 60-40 тыс. лет назад.
 Последние 30 лет исследования проводятся Северо-Кавказской палеолитической экспедицией под руководством к. и. н. Л. В. Головановой. В разные годы в исследованиях принимали ученые:
 Исследования позволили сделать вывод: генетические и антропологические данные из Мезмайской пещеры подтверждают близость неандертальцев Северного Кавказа и Центральной Европы.