Değirmentepe Höyüğü, Malatya ilinin 23 kilometre kuzeydoğusunda Battalgazi ilçesi sınırları içerisinde keşfedilmiştir. Höyük şu anda Karakaya Barajı suları altında kalmıştır. Değirmentepe‘de ilk yerleşimin M.Ö. 5000 yıllarına dayandığı bulunan heykelcikler ve diğer buluntular sayesinde ortaya çıkmıştır.
Son Kalkolitik çağda Orta Anadolu, Kuzey Mezopotamya ve Suriye ile ticari ilişkileri bulunan önemli bir merkez olan Değirmentepe, baraj sularının altında kalmadan önce Fırat Nehrine yaklaşık 50 metre mesafede yer almaktaydı.
1970’li yılların sonlarına doğru İstanbul Üniversitesinden Prof. Dr. Ufuk Esin tarafından başlatılan Değirmentepe kurtarma çalışmaları sırasında Malatya bölgesinde yaygın olarak kullanılan tek renk seramikler ile Halaf Kültürüne ait Hassuna boyalı seramiklerde keşfedilmiştir. Höyükte bulunan birçok eşsiz mühür ve mühür baskılar, yerleşimin bir ticaret merkezi olduğunu bize işaret eder. Yerleşim merkezindeki binalar dikdörtgen biçimli olup bitişik düzende inşaa edilmiştir.
