Памятник был включен в список изучаемых объектов по программе «Мәдени Мұра» и согласно этой программе в 2004—2006 годах было выделено существенное финансирование, позволившее провести значительные археологические раскопки.

В результате этих работ в большом количестве были обнаружены литейные формы, свидетельствующие о том, что кроме обогащения медной руды, в поселении производилась обработка металла путем кузнечного дела. Мастера Талдысая производили орудия труда, различные украшения, иголки, ножи, о чем говорят найденные орудия кузнецов, а также стамески.

Кроме этого, археологами было обнаружено множество медных слитков. Это указывает на то, что здесь производилась готовая металлургическая продукция и развивалась торговля с народами Центральной Азии, Южной и Западной Сибири.

Поселение Талдысай исследовалось тремя раскопами. Особенно интересным для археологического изучения был раскоп №1, который является раннеандроновской мастерской-жилищем первой половины ІІ тысячелетия до нашей эры. Площадь раскопа была условно разделена на западный и восточный участки, где обнаружены два жилищно-производственных комплекса.

Особенностью этого раскопа является наличие борта котлованы жилища-полуземлянки, характерной андроновской культуре, а также ее ступенчатая форма в северной стене. Здесь была обнаружена металлургическая печь шахтного типа, связанная колодцем и примыкающей к ним производственной площади с системой очагов и ямой полуназемного типа. Рядом с ними обнаружены многочисленные лунки, ямки и желобки.

Изучение технологического процесса в поселении привело исследователей к заключению о том, что металлурги Талдысая использовали сложную систему производственного цикла и постоянно совершенствовали методы и способы получения металла. Об этом говорит присутствие литья закрытой втулкой и оковка рукоятью, которые производились в наземных печах. Эти печи похожи на печи Урала и Донецка.

Кроме этого, свойственным отличием поселения Талдысай, является наличие шахтных печей, углубленных от 2 до 2,5 м и полушахтных или переходных печей со сложной воздуховодной системой. Физико-технологический процесс работы печей были определены методом пошлакового изучения.

В жилищно-производственных комплексах Талдысая были обнаружены последствия жертвоприношений, имеющих характер мифологизации металлургического цикла. В качестве жертвы андроновцы выбирали лошадей и диких животных, пригнанных как из засушливых районов, так и обводненных просторов степи.

Принесенные в жертву туши животных выкладывали в дымоходах. Примечательным и загадочным является то, что в дымоходах обнаружены скелеты людей. К тому же, над печами найдены черепа людей. Это имеет непосредственную связь в вопросе погребального обряда андроновцев с захоронениями в южной части комплекса Баскамыр, где прах усопшего помещался в керамический сосуд и, после захоронения группа погребений выкладывалась ограждением из плоских камней.

В изучении поселения Талдысай участвовали и иностранные ученые. Южнокорейцы исследовали более 200 образцов слитков и шлаков на основе металлографии технологического процесса, с целью выяснения процесса кузнечной обработки. В США была изучена керамика для определения пищи, хранимой в ней.

Особенностью Талдысая является применение металлургами маленьких печей для выплавки жезказганской окисленной медной руды, которая отличается тем, что, в основном, встречается в маломощных глинистых песчаниках и состоит из азурита, малахита, хризокомы.

Свойственным отличием жезказганской руды является ее трудная перерабатываемость. К примеру, во время строительства первой в СССР флотационной