دایسون در سال1955م. به ایران سفر کرد تا سرپرستی گروهی متشکل از ایرانی‌ها و آمریکایی‌ها را برای کشف آثار کهن باستانی در تپه حسنلو واقع در استان آذربایجان غربی به عهده گیرد. 900سال قبل از میلاد در این مکان آتش‌سوزی بزرگی روی داده بود و اجساد و اشیای زیادی زیر لایه‌های خاکستر و آوار مدفون شده بودند. دایسون و این گروه کار خود را پیش بردند تا اینکه در سال1958م./1336ش.موفق به کشف یک جام طلایی در این تپه شدند که در نوع خود بی نظیر بود. گروه دایسون در سال1972م. در حین جست‌وجوهایشان گوری را کشف کردند که در آن اسکلت دو شخص به‌صورت جالب توجهی در آغوش هم قرار گرفته بود. عکس این دو اسکلت در موزه باستانشناسی و مردم‌شناسیِ دانشگاه پنسیلوانیا موجود است و نام عشاق ایرانی 800سال پیش از میلاد مسیح را روی خود دارد. دایسون تا سال1977م. سرپرستی پروژه حسنلو را در شمال‌غرب ایران بر عهده داشت؛ هرچند در این مدت کل تپه حفاری نشد.
جام طلایی یافت‌شده در تپه حسنلو به منبع پرسش‌هایی تبدیل شده است که باستان‌شناسان حتی پس از گذشت این همه سال هنوز پاسخی برای آنها ندارند. سایت باستانی حسنلو امروزه به‌دلیل گسترش زمین‌های کشاورزی و ساخت‌وسازها کوچک‌تر شده است. این سکونتگاه سال800 پیش از میلاد غارت و سوزانده شد.
جام طلای حسنلو، منقوش به تصاویر خدایان و مراسم آیینی گوناگون و حیوانات و ارابه‌ها است.
همان‌طور که در دانشنامه ایرانیکا نوشته شده، این کاسه در اتاق شماره9 در گوشه جنوب‌شرقی ساختمان قرار داشت؛ جایی که زیر دیوار‌های خشتیِ فروریخته طبقه دوم، کنار بدن سه مرد مدفون شده بود. یکی از این مردان این جام را در دست داشت. احتمالا این سه مرد، سه سرباز بوده‌اند که در هنگام به آتش کشیده شدن این دژ، در حال غارت یک مجموعه چندطبقه‌ای بودند. آنها این جام و اشیای باارزش دیگر را از انبار طبقه دوم برداشته‌اند؛ اما حین فرار با این غنائم، ساختمان خشتی ناگهان فروریخته است. البته یک احتمال دیگر هم این است که این سه مرد در واقع جزو محافظانی بوده‌اند که در آخرین لحظات سقوط قلعه، در حال خارج کردن ارزشمندترین اشیا آنجا بوده‌اند که در زیر آوار مدفون شده‌اند.
در جلد اول کتاب کهن دیار که قسمتی از مجموعه آثار ایران باستان در موزه‌های بزرگ جهان را به تصویر کشیده، در رابطه با این جام آمده است:
در ردیف بالایی، ایزدی بالدار سوار بر گردونه‌ای که یک گاونر آن را می‌کشد، به سوی کاهنی در حرکت است که جامی در دست دارد و در این حال از دهان گاو، رودی جاری است که احتمالا نماد حیات و باروری محسوب می‌شود. در ردیف پایینی و زیر گردونه حیات، پهلوانی در حال نبرد با موجودی نیمه انسان و نیمه اژدها است. از تصاویر قلم‌زنی شده آن سوی جام می‌توان به ایزدهای شاخدار سوار بر ارابه، کاهنانی که در حال حمل قوچ‌های قربانی هستند، پهلوانی که گرز و کمان در دست دارد، مردی که در حال رام کردن شیر است و پدر و مادری که در حال بازی با کودک خردسالشان هستند، اشاره کرد.
جام حسنلو در موزه ارومیه
گذشته از این مشخصات کلی، ویژگی‌های در این جام وجود دارد که به‌طور مشخص ایرانی بوده‌اند برای مثال طرزی که در آن کماندار کمان را بر روی پای خود نهاده حرکتی است که بعدها در هنر مادها و هخامنشی‌ها یافت می‌شود. عقاب یا بازی که الهه‌ای را حمل می‌کند، مانند پرنده ایلام قدیم از شوش و تزیین دسته جدیدتری از حسنلو، از پایین دیده می‌شود. مشخص‌ترین آنها مشبک کردن بدن جانوران است؛ به‌ویژه بدن شیر که مرکب الهه‌ای را با یک آیینه تشکیل می‌دهد؛ در اینجا دایره‌های متحدالمرکز زانوها و آرنج‌ها به وسیله خطوط موازی با هم پیوند داده شده‌اند و خطوط موازی بیشتری به نقاطی که به وسیله یال جانور پنهان شده‌اند، ادامه می‌یابند. وقتی خبر کشف بقایای اسکلت‌های سربازان، به‌ویژه جام طلای حسنلو، به دست مطبوعات رسید، طبق معمول کشف‌های باستانی، هیاهویی به‌پا شد و روزنامه‌های سرتاسر دنیا اخبار اکتشافات تپه حسنلوی ایران را پوشش دادند. بعدها این کشف به‌عنوان یکی از رویدادهای باستانشناسی مهم دهه نیز لقب گرفت و در پی آن، بسیاری از مورخان، هنرشناسان، باستان‌شناسان و دیگران حکاکی‌های اساطیری روی جام را تفسیر و تعبیر کردند. یک سال پس از کشف این جام، مجله لایف مقاله‌ای با عکس‌های تمام‌رنگی از این جام شگفت‌انگیز منتشر کرد.
درباره ساکنان حسنلو و مهاجمان آن به‌دلیل فقدان اسناد مکتوب، اطلاعات بسیار کمی در دست است. هیچ سند مکتوبی از حسنلو وجود ندارد که گواهی بر هویت ساکنان آن باشد. آیرین جِی.وینتِر در مقاله‌اش با عنوان «جام طلای حسنلو: سی سال بعد» نوشته است: «ما نه نام تاریخی این مکان را می‌دانیم نه حکومتی که شاید این کاسه به آن تعلق داشته و نه زبان و قوم ساکنان آن را.» جام حسنلو نشان می‌دهد که در اینجا تمدنی شگفت‌انگیز وجود داشته است، اما ما هنوز هیچ چیز از جزئیات این تمدن باستانی نمی‌دانیم. نقوشی شبیه به نقوش جام حسنلو روی آثاری متعلق به آشور و عیلام و نیز در شمال سوریه یافت شده‌اند که این نشان می‌دهد تاثیرات متقابل زیادی میان تمدن‌های ساکن ایران و سایر تمدن‌های خاورمیانه وجود داشته است. به نقل از دایره‌المعارف بریتانیکا، تمدن تپه حسنلو بین 2100 تا حدود 825پیش از میلاد استمرار داشته اما غنی‌ترین دوره کاوش‌شده در آنجا به قرون نهم و دهم پیش از میلاد بازمی‌گردد. از مشخصات این دوره که به «منائیان» معروف است سفال‌های به رنگ خاکستری به همراه انواع سیاه و قرمز است.
محمدرضا اصلانی، کارگردان و مستندساز صاحب سبک، در سال1346 یک فیلم مستند درباره جام حسنلو ساخت.