მცხეთისა და „დიდი მცხეთის“ ტერიტორია დასახლებული იყო ადრინდელი და შუა ბრინჯაოს ხანაში (ძვ. წ. III—II ათასწლეული). გვიანდელი ბრინჯაოსა და ადრინდელი რკინის ხანაში (ძვ. წ. II—I ათასწლეული) იგი მჭიდროდაა დასახლებული (სამთავროს, ზემო ავჭალის, წიწამურის, ნარეკვავის, წეროვნის, ნაბაღრევის სამაროვანი და ნამოსახლარები). ბრინჯაო-რკინის ხანაში მოსახლობათა ურთიერთობა კავკასიის ცივილიზაციის სინქრონულ კერებთან სამთავროს მეშვეობით ხორციელდებოდა. ძვ. წ. I ათასწლეულის დასაწყისიდან მცხეთის ისტორიაში აისახა ახლო აღმოსავლთის უძველეს პოლიტიკური წარმონაქმნთა ცხოვრებისათვის დამახასიათებელი დიდი ძვრები — ძვ. მცხეთაში შემოიჭრა ძლიერი კულტურული ნაკადი, რომელმაც მნიშვნელოვნად განაპირობა ქალაქის ცხოვრება III — IV საუკუნეებამდე, ძვ. სამოსახლოების განვითარება, მათი ერთ დიდ ქალაქად, დიდ მცხეთად გაერთიანება, რომლის ერთ-ერთი თავისებურება იყო მოსახლეობის ეთნოგრაფიული სიჭრელი, მისი სოციალური და პროფესიული დიფერენციაცია. ლეგენდის თანახმად, ქალაქი დააარსა ეთნარქმა მცხეთოსმა. არსებობს მოსაზრება, რომ სახელწოდება „მცხეთა“ წარმოდგება მესხთა (მოსხები — მუშქები) ტომის სახელიდან. ამ ტომის სამოსახლო მცხეთის ტერიტორიაზე ძვ. წ. VIII საუკუნის შემდეგ უნდა გაჩენილიყო. ძვ. წ. IV საუკუნის ბოლოდან მცხეთა ახლად წარმოქმნილი ქართლის (იბერიის) სამეფოს პოლიტიკური ცენტრია. ქალაქის დაწინაურებასა და განვითარებას ხელს უწყობდა ხელსაყრელი გეოგრაფიული მდებარეობა — აქ გადიოდა საერთასორისო სავაჭრო გზები, რომლებიც მდინარეების არაგვისა მტკვრის გაყოლებით მიემართებოდა. ანტიკური ხანის დიდი მცხეთა — „არმაზით კერძი ქალაქი“ — მტკვრის მარჯვენა ნაპირზე და „მუხნარით კერძი ქალაქი“ — მტკვრის მარცხენა ნაპირზე — შედგებოდა რამდენიმე, ერთმანეთისაგან განმხოლოებული უბნისაგან — საკუთრივ მცხეთა, არმაზი, მოგვთაკარი, სარკინე, წიწამური (იგივე სევსამორა) და სხვა, რომლებიც ერთმანეთს უკავშირდებოდა ხიდებით. 

არქეოლოგია