התקופה הפרהיסטורית למעשה מכסה את הרוב המכריע של תולדות האנושות. האבולוציה הביולוגית והתרבותית של האדם אירעה רובה ככולה בתקופה זו. היא באה לידי ביטוי בסיתות כלי אבן, בשימוש באש, בהתפתחות הציד של בעלי חיים, ובליקוט צמחים, בנדידת האדם הקדמון מחוץ לאפריקה, באכלוס העולם הישן ולאחר מכן אוסטרליה ואמריקה, בהופעת המין האנושי המודרני - מבחינה אנטומית ומבחינה התנהגותית, בהתיישבות הקבע ויצירת כפרים, בביות הצמחים ובעלי החיים, ובהופעת חרושת המתכת.
האדם הגיע מאפריקה אל מקומות שונים על פני כדור הארץ בזמנים שונים (לניו זילנד, לדוגמה, הגיע האדם רק לפני מאות בודדות של שנים). תרבות המבוססת על כתב ומסמכים כתובים לא הגיעה לכל מקום באותה עת. בתקופת הברונזה במזרח הקרוב שוררת עדיין באנגליה התקופה הנאוליתית. באוסטרליה מסתיימת תקופת האבן רק עם היותה למושבה בריטית. לכן, בהתייחס למקומות ספציפיים, יש משמעות שונה למושג: תקופה פרהיסטורית.
במאה ה-19 החלו לחלק את הפרהיסטוריה לתקופות. ראשית, היא חולקה לעידן האבן, עידן הברונזה ועידן הברזל. לאחר מכן, עידן האבן הוא-עצמו חולק למספר תקופות: התקופה הפליאוליטית (התחתון, הביניים, והעליון), התקופה המזוליטית וכן התקופה הניאוליטית.
התקופות הפרהיסטוריות.
התקופה הפלאוליתית.
התקופה הפלאוליתית, "תקופת האבן הקדומה", היא החלק הראשון והארוך ביותר של הפרהיסטוריה ותקופת האבן. תחילת התקופה הפלאוליתית (והארכאולוגיה בכלל) מוגדרת מתחילת ייצור כלי אבן על ידי הומינידים באפריקה לפני כ-2,600,000 שנה. שלבי המשנה של התקופה הפלאוליתית מוגדרים על פי סגנונות ושיטות שונים לסיתות כלי אבן, שהם השריד העמיד והנפוץ ביותר באתרים הארכאולוגיים. התקופה מכסה בקירוב את התור הגאולוגי פליסטוקן ומסתיימת במעבר לתור ההולוקן, או מעט לפניו, לפני כ-20,000 עד 11,000 שנים. בני האדם שחיו בתקופה הפלאוליתית היו ציידים לקטים ובדרך כלל נדדו בקבוצות קטנות.
המינים הקדומים של הסוג אדם שחיו בתקופה זו הם לפי הסדר הכרונולוגי: הומו הביליס, הומו רודולפנסיס, הומו ארגסטר (שהוא הראשון שיצא מאפריקה), הומו גיאורגיקוס, הומו ארקטוס, הומו היידלברגנזיס, הומו ניאנדרטל, הומו פלורזיאנסיס, הומו רודזיאנסיס, וההומו ספיאנס שהופיע באפריקה לפני 200,000 שנה. עד לפני כ-40,000 שנים התקיים יותר ממין אדם אחד בכל רגע נתון בכדור הארץ.
התקופה הפלאוליתית התחתונה.
התקופה הפלאוליתית התחתונה כוללת את האתרים הארכאולוגיים הקדומים ביותר הידועים למדע, החל מלמעלה מ-2.6 מיליון שנים לפני זמננו. הממצאים הקדומים ביותר באפריקה שייכים לתרבות האולדובאית, המתאפיינת בסיתות נתזים פשוטים ומקצצים. לאחר מכן (בערך מיליון וחצי שנים לפני זמננו) מופיעה התרבות האשלית, המצטיינת בסיתות של אבני יד. תרבויות אלה נוצרו בידי מיני אדם קדם-מודרניים כהומו הביליס, הומו ארקטוס והומו היידלברגנסיס. לפני כ-1,800,000 שנה החלה נדידת אוכלוסיות של הומו ארקטוס מחוץ לאפריקה והתבססות במזרח התיכון, בדרום אירופה ובדרום אסיה. כמעט שאין בתקופה זאת עדויות משכנעות לקבורה, לפולחן ולאמנות.
התקופה הפלאוליתית התיכונה.
התקופה הפלאוליתית התיכונה נמשכה מ-250,000 עד 45,000 שנים לפני זמננו. בתקופה זו מופיעים האדם הניאנדרתלי, כמו גם בני אדם מודרניים מבחינה אנטומית (הומו ספיינס). אתרים מהתרבות המוסטרית, המתאפיינת לעיתים בשימוש נרחב בטכניקת לוולואה לסיתות כלי צור דקים שצורתם מוקפדת, כגון חוד, מקרצף, סכין ומשונן. אפריקה מאוכלסת בתקופה זאת על ידי האדם המודרני ובאירופה מקובל לזהות את כל בני האדם המאכלסים את היבשת בתקופה זו עם הניאנדרטאלים. בישראל המצב מורכב יותר בגלל נוכחותם של אנשים מודרניים מבחינה אנטומית לצדם של הניאנדרטאלים. לראשונה מופיעה קבורה מכוונת (אצל שני מיני האדם) וגם עדויות מעטות לשימוש בצבע ולייצור חרוזים. מוסכם כי בפרק זמן זה האדם שלט באש וצד פרסתנים גדולים כעניין שבשגרה. עם זאת, קיים ויכוח אם מדובר כבר באוכלוסיות מודרניות לחלוטין מבחינה קוגניטיבית, כפי שרואים בתקופות המאוחרות יותר.
התקופה הפלאוליתית העליונה.
בתקופה זו מופיעות תרבויות אזוריות רבות, אשר בהן נעשה שימוש בלהבים, מגרדים ונקרים רבים, אך גם ממצאים ייחודיים שאינם מאבן, כגון כלים מעצם ומקרן, חרוזים עשויים משיני בעלי חיים ופריטי אמנות מגולפים. בתקופה זו האדם המודרני השתלט בהדרגה על כל חלקי העולם, תוך דחיקת רגליהן של אוכלוסיות אדם אחרות (הניאנדרטלים באירופה ובמערב אסיה) ויישוב אזורים שהיו ללא נוכחות אנושית, כאוסטרליה, צפון אירו-אסיה ובהמשך גם אמריקה. בארץ ישראל התקופה נמשכה מ-45,000 עד 20,000 שנים לפני זמננו. באירופה התקופה מתחילה עם העדויות הראשונות לנוכחות האדם המודרני ביבשת, לפני כ-40,000 שנים בתרבות האוריניאקית, שלאחריה רצף תרבויות, כגון התרבות הסולוטרנית, והתרבות המגדלנית. הממצאים הידועים ביותר מתקופה זאת הם ציורי המערות בצרפת וספרד. קיימת הסכמה במחקר שמדובר באוכלוסיות מודרניות לחלוטין, אשר השתמשו בשפה מורכבת, וניחנו בתודעה וכישורי מחייה וטכנולוגיה זהים לציידים-לקטים בני ימינו.
התקופה האפיפלאוליתית.
התקופה האפיפלאוליתית היא השלב הסופי של התקופה הפלאוליתית בשלהי הפליסטוקן, החל משיא עידן הקרח האחרון וכלה במעבר להולוקן (כ-24,000 עד 11,600 שנה לפני זמננו. התקופה האפיפלאוליתית מוגדרת בעיקר באגן הים התיכון, לפי עדויות ארכאולוגיות לחברות מורכבות יחסית של ציידים-לקטים, אשר ייצרו מיקרוליתים (להבוני צור מסותתים) בצורות אחידות (למשל סהרון, טרפז ומשולש). בסוף התקופה קיימות עדויות לישיבת קבע וככל הנראה גם לניצני ביות הצמחים, המבשרים את המעבר לאורח חיים חקלאי.
התקופה המזוליתית.
התקופה המזוליתית, "תקופת האבן התיכונה", היא מושג המשמש באירופה להגדרת התקופה הארכאולוגית שבין התקופה הפלאוליתית והתקופה הנאוליתית. כלומר, זו תקופת המעבר מאורח חיים של ציידים-לקטים נוודים לאורח חיים של חקלאים, היושבים בכפרי קבע. תחילת התקופה משתנה ממקום למקום אך מקובל ליחסה לתחילת תור ההולוקן, לפני כ-11,000 שנים.
השינוי האקלימי באירופה של המעבר מהפליסטוקן להולוקן הביא לשינוי בהרגלי התזונה: בתקופה זו התפתח הדיג, אשר נועד לספק את הצרכים הגדלים של האוכלוסייה ושינוי בכמות הצייד. במקביל לגיוון המזון בצייד חלה התפתחות משמעותית בהסתמכות על מזון מן הצומח. לקראת סוף התקופה הזו החל האדם לביית מיני צמחים.
במרבית האזורים, התקופה המזוליתית מאופיינת בכלי צור מורכבים קטנים. ציוד דיג, קרדומי אבן, וחפצי עץ כגון סירות קאנו וקשתות - נמצאו בכמה אתרים. החל ייצור כלים מורכבים בעלי ידית, שבה משובצים להבוני צור מסותתים - מיקרוליתים. המיקרוליתים שולבו בכלי ציד ודיג, וכלי צור אחרים דוגמת מרצעים ומגרדים, אשר נוצלו לעיבוד החיות שניצודו או יצירת כלים אחרים.
התקופה הנֶאוֹליתית.
התקופה הנֶאוֹליתית, "תקופת האבן החדשה", היא חלקה האחרון של תקופת האבן ומציינת את המעבר לאורח חיים חקלאי, ביות הצמחים ובעלי החיים והקמת כפרים. במזרח התיכון תחילת התקופה היא הקדומה בעולם, כ-11,600 שנים לפני זמננו, ובשאר האזורים תחילתה מאוחרת יותר. את סיומה ניתן לראות בהופעת כלי מתכת בתקופת הנחושת, תקופת הברונזה או תקופת הברזל (בהתאם לאזור הגאוגרפי).
התקופה הכלקוליתית.
התקופה הכלקוליתית, "תקופת האבן והנחושת", מוגדרת בשלהי הפרהיסטוריה של דרום מזרח אירופה ומערב ומרכז אסיה, לערך באלף החמישי והרביעי לפני הספירה. בתקופה זו הופיעה חרושת המתכת, לצד כלי אבן מסותתים שהמשיכו להתקיים מהתקופות הקודמות. התקופה הכלקוליתית התקיימה לאחר או בשלהי התקופה הנאוליתית, שבה החלה כבר להתפתח חקלאות אבל עוד לא היה שימוש במתכות.
תקופת הברונזה.
תקופת הברונזה היא תקופה שבה היכולת הטכנולוגית המתקדמת אפשרה ייצור כלים העשויים מארד (ברונזה) - סגסוגת מתכת המתקבלת מעירוב של נחושת עם בדיל. עידן הברונזה של תרבות עתיקה מסוימת מוגדרת על פי יכולתה להתיך נחושת בעצמה; ובתהליך מטלורגי למזג אותה עם בדיל, ארסן או מתכות אחרות; או בכך שהתקיים מסחר של כלי ברונזה שיוצרו במקומות אחרים. בראשית תקופה זו הופיע הכתב בסהר הפורה, ולפיכך באזור זה (כולל ארץ ישראל) תקופת הברונזה והברזל נחשבות כתקופות היסטוריות ולא פרהיסטוריות. בשאר האזורים בהן מוגדרת תקופה זו מקובל לשייכה לפרהיסטוריה, עקב היעדר כתב.
תקופת הברזל.
תקופת הברזל היא תקופה בתולדות האנושות שבה היכולת הטכנולוגית אפשרה לפתח כלים ואמצעים המבוססים על מתכת הברזל. עמידות הברזל, טמפרטורת ההתכה הגבוהה שלו ושכיחותן של עפרות ברזל הפכה את השימוש בברזל לנפוץ וזול יותר מאשר אפשרויות המסתמכות על ברונזה.
אירועים מרכזיים בפרהיסטוריה.
לפחות פעמיים יצאו מאפריקה, ערש המין האנושי, הגירות של טיפוסי אדם שיכולותיהם הפיזיות והמנטאליות משופרות. אוכלוסיות קדומות של טיפוסי הומו ארגסטר היו כנראה אבותיהם של אוכלוסיות הומו ארקטוס, אשר היו הראשונים כבר לפני כ-1.7 מיליון שנה לאכלס חלקי עולם החורגים מאקולוגיית המוצא של האדם. עדות לכך היא ממצאי דמיניסי – גאורגיה. שהשאירו כלים בעובידיה בעמק הירדן בדרכם ליישב את רוב "העולם הישן", להשתלט על השימוש באש, על הציד ואולי אף על החיים בשבט. לבסוף יישבו גם את אינדונזיה.