במהלך עבודות פיתוח צפונית לקיבוץ פלמחים התגלה בחודש פברואר 2005 בית קברות מתוארך לתקופה הכלכוליתית. האתר מאופיין בקבורה במבנים בעלי מתאר עגול, סגלגל ומלבני, בנויים אבן כורכר מקומית. נחשפו כ-50  מבנים מסוגים שונים, מסודרים בשורות על שטח מרוצף אבני כורכר קטנות.עם זאת, לא כל המבנים בני אותו זמן.
 
מצב ההשתמרות של האתר נדיר, וחלק מן המבנים מקורים בכיפת אבן (corbelling) העומדת באתרה. לרוב המבנים פתח מלבני חתום על ידי לוח אבן. פתחים אלה פונים לכיוון צפון, ככל הנראה בהתאם לטופוגרפיה. ברוב המבנים נחשפו מצבות ממוקמות בתוך נישות, הפונות לכיוון מזרח. מספר המצבות במבנים נע בין אחד לארבע, בגדלים ובצורות שונות.
 
בתוך המבנים נחשפו גלוסקמאות חצובות באבן כורכר, מונחות באתרן על רצפות אבן. גלוסקמאות אלה בעלת צורת של מעין ביצה, עם הדפנות והפאות מעוגלות קמעה.  במספר מקרים הגלוסקמאות נמצאו חתומות עם לוח אבן תואם, אך הממצא אוסטיאולוגי בתוכן דל ביותר.  כן נתגלו קנקנים שככל הנראה שמשו אף הם לקבורה. גלוסקמאות נוספות נמצאו מפוזרות בין הקברים. שיטות קבורה אחרות שנחשפו באתר כוללות קבורה בגלוסקמת חרס, בקנקני חרס או בתאים קטנים חצובים בכורכר. כן נמצאה מצבה בודדת עומדת בשטח. הממצא הקראמי דל ובמצב מאוד ירוד, וכולל לרוב קנקנים (לקבורה) ובזיכים. כן נמצאו כלי צור ותליון, וסימני שריפה קרוב למצבות, המרמזים אולי על פולחן כלשהו . בשל שיקולים סטראטיגרפים, ניתן לומר שבית הקברות היה פעיל במשך מספר דורות, עד שננטש וכוסה בחול דיונה.
 
לפי הידוע עד כה, מנהגי הקבורה של התקופה הכלכוליתית במישור החוף ובשפלה התאפיינו בקבורה בגלוסקמאות, בדרך כלל עשויות חרס, בתוך מערות. תופעה זו מוכרת בין היתר באזור, חדרה וגם בפקיעין שבגליל. מאידך, מבני קבורה בנויים אבן אפיינו אזורי הספר וצפון הנגב, כגון שקמים או נחל סכר, עבר הירדן המזרחי או מבני הנאוומיס בחצי האי סיני.
 
הייחוד של בית הקברות בפלמחים, בנוסף למצב השתמרותו הנדיר, הוא בגילוי מבני אבן (לראשונה במישור החוף)  שבתוכם קבורה בגלוסקמאות כורכר. באזור פלמחים היה ידוע עד כה בית קברות מהסוג בו הקבורה נערכה במערות חצובות בכורכר. קיום של שני סוגי בתי הקברות בסמיכות זה לזה מעורר שאלות בנוגע לתפקודם ולמנהגי הקבורה של התקופה. החלק מבית הקברות שנשמר באתרו לא נחפר, וחלקו הועתק ויועבר לאתר חליפי בקרבת מקום.