התקופה הנֶאוֹליתית נחשבת באופן מסורתי לחלקה האחרון של תקופת האבן. התקופה באה לאחר התקופה האפיפלאוליתית או התקופה המזוליתית באירופה, מערב אסיה וצפון אפריקה. את תחילת התקופה מציינת המצאת החקלאות, ואת סיומה ניתן לראות בהופעת כלי מתכת ב תקופת הנחושת, תקופת הברונזה או תקופת הברזל (בהתאם לאזור הגאוגרפי). בהגדרת תקופה זו אין הכוונה בהכרח לרצף בזמן, אלא, למגוון מאפיינים תרבותיים כגון שימוש ביבולי פרא, גידול יבולי בעל ושימוש בבעלי-חיים מבויתים.
הופעת האדם המודרני.
בני האדם המודרניים שהופיעו על במת העולם עוד בתקופה ההתקופה הפלאוליתית העליונה והפכו למין האדם הדומיננטי בתקופה הנאוליתית. הם פיתחו כלים שבעזרתם יכלו לצוד את הטרף ולהרתיע את הטורפים, וגם שיטות יעילות של ארגון ושיתוף פעולה חברתי. כך עלו לראש פירמידת המזון והפכו לציידים-לקטים מיומנים. כושר ההסתגלות התרבותית אפשר אכלוס אזורים חדשים במזרח אסיה (לפני כ-45,000 שנה), אירופה (לפני כ-40,000 שנה), אוסטרליה (לפני כ-50,000 שנה), ואמריקה (לפני כ-15,000 שנה). במשך התקופה הזאת חיו בני האדם בקבוצות קטנות של ציידים-לקטים. שטח הקיום של קבוצה כזאת נע לפי כמות האוכל של הסביבה ויכול היה לנוע בין קילומטרים ספורים באזורים עשירים כמו הסהר הפורה לעשרות קילומטרים באזורים מדבריים וכדומה. לפי ג'ארד דיימונד בספרו רובים חיידקים ופלדה הסביבה הפרהיסטורית הייתה המקפצה לשינוי בתקופה החקלאית. לטענתו, בני אדם למדו להכיר את הסביבה, לזהות מה טוב בשבילם וגם לביית צמחים ובעלי חיים. עד אותה תקופה בני אדם חיו כציידים-לקטים ולא התרכזו בעיבוד הסביבה אלא בניצול הסביבה.
מודרניות התנהגותית.
תיאורית מודרניות התנהגותיתלאוסף של יכולות תרבותיות, התנהגותיות ושכליות אשר משותפות לכל חברות מניחה הסבר כולל המחבר בין האדם בימינו, לבין השבטים הראשונים של הומו ספיאנס מן התקופה הפלאוליתית העליונה ומבדילות אותם מתרבויות של סוגי אדם שונים, קודמים להופעת האדם המודרני. למרות מחלוקות מדעיות על הגדרתו המדויקת של אוסף היכולות המרכיבות מודרניות התנהגותית, מוסכם על מרבית החוקרים בתחום שהיא כוללת חשיבה מופשטת, תכנון לעתיד ושימוש בסמלים ובטקסים, דוגמת אלו שבשפה ובאמנות. באתרים פרהיסטוריים, מודרניות התנהגותית מתבטאת בעיקר בשרידי אמנות פרהיסטורית מצורות שונות, בתכשיטים ובפיגמנטים לקישוט, בקבורה טקסית המלווה במנחות קבורה, ובכלים משוכללים ומקושטים ממגוון חומרים כמו אבן, עצם ושן.
התרבות הנאטופית.
התרבות הנָאטוּפִית הייתה תרבות פרהיסטורית שהתקיימה בלבנט, בסוף התקופה האפיפלאוליתית, כ-15,000 עד 11,700 שנים לפני זמננו. זוהי תרבותם של אחרוני הציידים-לקטים באזור, המייצגת את המעבר מאורח החיים הנוודי של התקופה הפלאוליתית והאפיפלאוליתית לקהילות החקלאיות ויושבות-הקבע של התקופה הנאוליתית. הממצא הארכאולוגי העשיר מתרבות זו כולל, לראשונה באזור ארץ ישראל והלבנט בהיקף נרחב, את התכונות הבאות: בנייה נרחבת של בתים מאבן, בתי קברות מובחנים, תרבות חומרית עשירה הכוללת חפצי אמנות, וניצול אינטנסיבי של משאבי הסביבה. עם זאת, לא נמצאו עדויות ברורות לביות חיות משק וצמחים. בשל כך הוגדרה התרבות הנאטופית כחברה ייחודית ומורכבת של ציידים-לקטים יושבי קבע, שנמצאת על סף המעבר לאורח חיים חקלאי. מקומה של התרבות הנאטופית על מפתן המהפכה החקלאית ואופייה הייחודי תרמו לעניין המחקרי הכלל-עולמי סביבה.
המיקרוליתים, כלים קטנים אשר יוצרו מנתזי צור, בולטים במכלולי התקופה האפיפלאוליתית. תעשיית הכלים התבססה על סיתות להבים ולהבונים מנתזי צור שמהם יצרו הנאטופים את המיקרוליתים הגאומטריים. הצורה השכיחה בתעשיית המיקרוליתים היא זאת של הסהרון והשימוש בה התגבר לכל אורך התקופה הנאטופית. המיקרוליתים שולבו בכלי ציד ודיג, וכלי צור אחרים דוגמת מרצעים ומגרדים שנוצלו לעיבוד החיות שניצודו או יצירת כלים אחרים. מהלהבים עוצבו סכינים אשר שמשו כלהבי מגל הסכין הוצמד למגל עץ או עצם בעזרת ביטומן, שרף וחרסית. מגלים אלו שימושיים יותר מכלי ליקוט קודמים, ומחזקים את דפוס הקצנת ניצול המשאבים בנאטופית. נוסף למגלים ולהביהם, חוקרים רבים רואים במפסלות, גרזנים עתיקים עשויי צור, חידוש נאטופי.
בשעה שרוב התרבויות אשר קדמו כרונולוגית לנאטופים עשו שימוש מועט בכלי אבן (הכוונה לכלים שלא סותתו מצור), אנו עדים לשימוש רב בכלים אלו אצל הנאטופים. שני סוגים עיקריים של חומרי גלם עמדו לרשותם: אבן גיר ובזלת. ממצא זה בא להעיד על סחר וקשרים בין הנאטופים לתרבויות שונות או על נדידה עונתית לאזור הגולן. על כל פנים, טיפוסי הכלים השכיחים הם המכתשים והעליים, הקערות והספלולים. כלי האבן אופייניים ליישובים גדולים ששכנו בהם לעיתים קרובות, והם נוצלו לכתישת מזון, גיר ואוכרה. כלי אבן נוספים הם "מיישרי חניתות": פיסות אבן (בעיקר חלוקים) שחורצו במרכזן, דרכם הועברו חצים וכלים דומים עד ליישורם.
הנאטופים עשו שימוש רחב בהרבה מקודמיהם בעצם. באתרי הגליל והכרמל אותרה הכמות הגדולה ביותר של כלי העצם. מחטים, חודים, מרצעים, צלצלים, חכות, נטיפות, ידיות מגל ומחליקי עורות הם עיקר טיפוסי כלי העצם בנאטופית. חלקם שימשו בציד ובדיג, אולם אחרים בבוּרְסְקָאוּת, קליעה ופעולות יום־יום אחרות.
המהפכה החקלאית.
המהפכה הנאוליתית היא תהליך מרכזי באבולוציה האנושית ועיקרו המעבר ההדרגתי של בני אדם מחברות נוודיות של ציידים-לקטים לחברות חקלאיות נייחות, החל כ־12,000 שנים לפני זמננו סימנים ראשונים לתהליך נתגלו בחפירות ארכאולוגיות באזור הסהר הפורה, ובתקופות שונות ומאוחרות יותר בשאר העולם. תהליך זה היה בין המהפכות החשובות באבולוציה של האדם והתרחש גם בהעברה תרבותית בין אזורים וגם בכמה מוקדים בלתי תלויים ברחבי העולם. המונח "המהפכה הנאוליתית" הוצע בשנות ה-20 של המאה ה-20 על ידי הארכאולוג האוסטרלי ויר גורדון צ'יילד, אשר גם טען כי המורכבות החברתית הצומחת הובילה למהפכה שנייה, המהפכה האורבאנית, במהלכה נבנו הערים. המהפכה הנאוליתית מתבטאת בדרך כלל בהופעת כלי אבן ייעודיים לעבודת אדמה, כגון גרזנים, להבי מגל וכלי כתישה וטחינה, בהופעת עצמות בעלי חיים מבויתים ושרידים של צמחי תרבות, וכן ביישובים כפריים גדולים עם בתים, כלי חרס וחפצי אמנות.
החקלאים הנאוליתיים היו מיומנים מאוד. הם ייצרו מגוון של כלים שהיו נחוצים לגידול, עיבוד וקציר של תבואה (כמו להבי מגלים ואבני רחיים), וכן כלים ליצור מזון (כלי חרס וכלי עצם). מיומנותם התבטאה גם בייצור מגוון כלי אבן כמו קישוטים, חניתות, חרוזים ופסלים. האנשים הנאוליתיים בלבנט, באנטליה, בסוריה, בצפון מסופוטמיה ובמרכז אסיה, בנו את בתי הכפר שלהם מלבני חמר. מעניינים במיוחד הבתים בצ'טלהויוק שבטורקיה, אשר טויחו ונצבעו בסצנות מפוארות של אנשים ובעלי חיים. באירופה נבנו בתים ארוכים עשויים קש ובוץ, וכן קברים מפוארים למתים. קברים אלו היו נפוצים במיוחד באירלנד, ואלפים רבים קיימים עד היום. האנשים הנאוליתיים באיים הבריטיים בנו תילי קברים ארוכים וחדרי קבורה למתיהם, מעברים מעל מקורות מים, סטונהנג' מכרות צור, ומונומנטים. הכביש המתוכנן העתיק ביותר, ה"דרך המתוקה" (Sweet Track) באנגליה, נבנה אף הוא בתקופה זו. בני האדם למדו דרכים לשמר מזון לחודשים הבאים, כמו עיצוב של מכלים אטומים לאוויר, ושימוש במלח לצורך שימור המזון. עד לבואם של האירופאים היו החברות באמריקה ובאיי האוקיינוס השקט ברמת הטכנולוגיה הנאוליתית עם מעט יוצאים מהכלל - כמה גרזנים וראשי חצים מנחושת באזור גרנד קניון.
המהפכה החקלאית כללה ביות מספר קטן של בעלי חיים וצמחים. ביות בעלי החיים אירע בדרך כלל לפני ביות הצמחים והמהפכה התרחשה במקביל במספר אזורים על פני כדור הארץ, כאשר בכל אזור בייתו מינים שונים. המינים העיקריים של בעלי החיים שבויתו בתקופה הנאוליתית של הסהר הפורה והתפשטו באירו-אסיה הם עז, כבש, פרה וחזיר. הכלב הוא היוצא דופן מכל בעלי החיים שבויתו כיוון שהכלב שימש בן לווייתו של האדם עוד בשלהי התקופה הפלאוליתית, הכלב שונה גם בכך שלא בוית לצורכי מאכל. מיני הצמחים שבויתו הם החיטה, האורז התירס ותפוח האדמה. בזכות הכלכלה החקלאית עלה מספר בני האדם על פני כדור הארץ באופן דרמטי, וחלו התפתחויות טכנולוגיות שכללו את המצאת הגלגל, העגלה והסירה.
התרבות הירמוכית.
התרבות הירמוכּית היא תרבות פרהיסטורית שהתקיימה בערך בין השנים 6400 - 5800 לפנה"ס, לפי תאריכי פחמן 14 מכוילים. התרבות הוגדרה לראשונה באזור שדות שער הגולן, והיא קיבלה את שמה על שם נהר הירמוך הזורם בסמוך. זוהי התרבות הראשונה שעשתה שימוש בכלי חרס בפרה-היסטוריה של ארץ ישראל בפרט ואחת מהעתיקות שעשו בהם שימוש באזור הלבנט בכלל. עוד ידועים באתרי תרבות זאת מבני חצר גדולים, באר, חפצי אמנות ועדויות לכלכלה חקלאית הנסמכת על גידול צמחי תרבות וחיות משק. תושבי שער הגולן היו איכרים שהתפרנסו מגידול חיות משק וצמחי תרבות. עצמות בעלי החיים שנמצאו בחפירות מעידות על נוכחותם של עדרי צאן ששימשו לבשר ולמוצרים נוספים. לפי ירידה בגודל הגוף ודגמי תמותה שונים יחסית לחיות בר, נראה כי גם הבקר והחזירים כבר היו מבויתים. תושבי האתר עסקו גם בציד, בעיקר של צבי מצוי ומיני איילים.