הח'אן (המכונה לעתים מצודה בטעות) נחפר על ידי ז' משל וא' אילון בתחילת שנות השבעים למאה הכ'. הם חשפו מבנה (35 × 35 מ'; משל תשל"ט) בנוי לבני בוץ. למראה ממצאים, דוגמת לבני בוץ ואפר, שנתגלו על פני השטח, החליטו השניים לערוך בשנת 1978 חפירה מצומצמת במבנה סמוך (L141), שנהרס בחלקו בעת הקמת בריכות דגים. בחפירה נחשפו משטחי טיח קיר בציר מזרח–מערב (W1) וקיר שנמשך במקביל לו, כ-8 מ' דרומה ממנו, וכן עדויות לשני קירות נוספים שנמשכו צפונה. החופרים הציעו כי המבנה הוא בית מרחץ ששימש את באי הח'אן בתקופה האסלאמית הקדומה (א' אילון, מידע בעל פה).  

 
החפירה הנוכחית נערכה לאורך הפן הצפוני של קיר 1 ובתוך המבנה (איור 2).
הפן הצפוני של קיר 1 נחשף לאורך 8 מ'; נראה כי מצפון ניגשו אליו מתקנים אחדים, שביניהם הפרידו שני קירות (איור 3): קיר קצר ונמוך (W2; כ-0.95 מ' רוחב) ואבנים הבולטות מקיר 1 כ-0.6 מ' ממזרח לקיר 2, שהשתייכו כנראה לקיר מחיצה (F1). במילוי ממערב לקיר 2 (L1/00) נמצאה פסולת מודרנית לצד חרסים ושבר של אבן רחיים מבזלת. נראה לפיכך שאזור זה נחפר בחלקו ב-1978, וכאן הורעמו השפכים מן החפירה. הפן הצפוני של קיר 1 באזור זה נמצא מטויח לבן עד למפלס של רצפה מרוצפת אבן, שאף היא טויחה בחלקה (1/01; איור 4). בתוך הרצפה נמצא שבר של צוואר ושפה של בקבוק זכוכית מן התקופה האסלאמית הקדומה (המאה הח' לסה"נ; איור 5). אף שהקצה המערבי של קיר 1 נחפר רק בחלקו אפשר היה לזהות בו פתח (L5/01); במקום נתגלו כמה עצמות גדולות. במרחב שבין קיר 2 וקיר מחיצה F1 נחשפו שלושה רבדי הצטברות עשירים בממצא: הרובד העליון (L3/00) כלל שברי כלי חרס מן התקופה האסלאמית הקדומה, ובהם שברי גוף וצוואר של כלים מעוטרים בסירוק גלי (איור 6), וכן פיסות טיח; ברובד מתחתיו (L3/01) נמצאו צדפות של חלזונות מים מתוקים (Melanopsis); ואילו הרובד התחתון (L3/02), שכיסה את הרצפה, כלל שברים של כלים עשויים ביד, ובהם שפות של קערות עשויות ביד (איור 7), שבר של צינור אוורור מחרס (איור 8), פיסות טיח ולבנה (איור 9), וכן שבר אלמוג (איור 1:10) וצדף Tridacna (איור 2:10).
בחפירה בתוך המבנה, מדרום לקיר 1, נחשף חלקו המזרחי של הקיר למלוא רוחבו (0.6 מ'); הוא נבנה שתי שורות של אבנים והשתמר לגובה ארבעה–חמישה נדבכים. חלק זה של המבנה נחלק באמצעות קיר שצירו צפון–דרום (W3; כ-0.77 מ' רוחב), שהשתמר לגובה חמישה נדבכים; הקיר, הניגש לקיר 1 מדרום, נחשף לאורך למעלה מ-3.5 מ', והוא ממשיך דרומה, אל תוך המחיצה. במרחב ממערב לקיר 3 (L2/00) נתגלה מילוי אבנים שנחפר עד למפלס היסוד של קיר 3. ממזרח לקיר 3 השתרע חדר (L4/01; איור 11). הפן הפנימי של קירות 2 ו-3 טויחו. קטע של רצפה מרוצפת לבנים ניגשת לקיר 3. שני בורות בדיקה (L4/02; כ-0.3 מ' עומק) העמיקו אל מתחת למפלס הרצפה במקומות שבהם הלבנים לא שרדו; נחשפו שכברות של אפר שחור ומגוון ממצאים: שברי כלי חרס, ובהם קערה עשויה ביד מן התקופה האסלאמית הקדומה (איור 12), שבר של צינור אוורור עשוי חרס (איור 13), לבנה (איור 14), עגיל (איור 1:15) וחפץ לא מזוהה (איור 2:15) עשויים מסגסוגת נחושת, וכן אבן מעוטרת בצבע (איור 3:15), שבר גדול של אלמוג (איור 16) ושרידי עצמות ושיניים של דגים.
 
ממצאי החפירה — ובהם מספר רב של לבנים, צינורות אוורור מחרס ופיסות טיח מסוגים שונים, כולל טיח הידראולי — מאששים את ההשערה כי המבנה שימש בית מרחץ. צדפי חלזונות החיים במים מתוקים מרמזים כי את המים לבית המרחץ הוליכו תעלות בנויות. דומה כי בית המרחץ היה חלק משירותי הדרך שהוצעו לנוסעים שעברו בנווה המדבר של יטבתה במהלך התקופה האסלאמית הקדומה. על דתם המוסלמית של עולי הרגל והנוסעים שהתארחו באתר בתקופה זו מלמדת ההתייחסות לאתר בתיאור המעצר וההוצאה להורג של עבד אל-מסיח, מוסלמי שהתנצר, בעת שהיה בדרכו מהר סיני לרמלה (Swanson 2001:112).
הח'אן ובית המרחץ הוקמו בתקופה האסלאמית הקדומה, בתקופה שבה נהנו תושבי הערבה משגשוג יוצא דופן שהגיע לסיומו סביב 880 לסה"נ; ואכן, זמנו של המטבע המאוחר ביותר שנתגלה בחפירות ביטבתה הוא 780 לסה"נ (Avner and Magness 1998:51). לצד אכסניות ששירתו נוסעים ועולי רגל בתקופה זו, התקיימה בערבה חקלאות נרחבת, שבה נעשה שימוש בבארות-מנהרה, אשר הותקנו במקומות שמפלס מי התהום בהם היה גבוה, כמו עין יטבתה, עין עברונה ועין יהב (פורת תשמ"ח; תשע"ו). גם כפרים חקלאיים קטנים בערבה, כמו נחל עומר, נחל שחק ועין חצבה, זכו בתקופה זו לפריחה. לבסוף, כרייה והפקה של נחושת בדרום הערבה (Avner and Magness 1998:40–41) הביאו להקמתם של יישובים דוגמת באר אורה ואלות.