Распространение древнейших культур охватывает по времени каменный и бронзовый века, названные по главному материалу, применявшемуся для создания орудий труда. В хронологическом отношении каменный и бронзовый века крайне различны — протяженность бронзового века составляет лишь тысячную долю от эпохи камня, основополагающей в становлении человека. В качестве особого существа, способного к разумной деятельности, человек сформировался в каменном веке. Выделение его из животного мира началось около 3 млн лет назад. Основными хронологическими этапами каменного века были: древний каменный век — палеолит (3 млн — 10 тыс. лет до н. э.), средний каменный век — мезолит (от 10—9 до 7 тыс. лет до н. э.) и новый каменный век — неолит (от 6—5 до 3 тыс. лет до н.э.). По геологической хронологии палеолит соотносится с плейстоценом — четвертичным, антропогеновым или ледниковым периодом. Все последующие эпохи существования человека, вплоть до нашего времени, относятся к голоцену. С древнейших времен человек стремился приспособиться к изменявшимся природным условиям, а с другой стороны — создавал вокруг себя искусственную среду обитания, используя для этого любые возможности. Каждый период каменного века характерен собственными приемами обработки камня, определенными наборами изделий из него и своеобразными типами орудий. Кроме камня, исходными материалами служили вулканическое стекло (обсидиан), кость, дерево, другие материалы органического происхождения (шкуры животных, растительные волокна).
Древний каменный век (палеолит) принято делить на ранний (нижний) и поздний (верхний). Переход от нижнего к верхнему палеолиту, произошедший 40 — 35 тыс. лет назад, был отмечен проникновением в Европу людей современного типа (Homo sapiens) —кроманьонцев, постепенно вытеснивших неандертальцев и широко распространившихся по всей ойкумене. Нижний палеолит включает олдувайскую эпоху (3 млн — 800 тыс. лет назад), древний, средний и поздний ашель (от 800 до 120 — 100 тыс. лет назад), а также эпоху мустье (от 120 — 100 до 40 тыс. лет назад). Древнейшие находки каменных орудий на территории России имеют возраст около 1 млн лет и относятся к олдувайской эпохе. В течение палеолита складывался первобытно-общинный строй — ранняя форма человеческого общества, хозяйство которого было «присваивающим» — все средства к существованию добывались людьми охотой и собирательством. Стоянки и местонахождения ашельской эпохи с характерными каменными орудиями были найдены в пещерах Центрального Кавказа, на Западной Украине, в Средней Азии, на Алтае и в Монголии. География памятников эпохи мустье значительно шире. В России (и на прилегающих территориях) их известно более 150 — на Кавказе, в Приазовье, на реках Волга, Десна, Кама, Печора, на Алтае и в Молдавии. Они отличаются более сложной техникой обработки камня и новыми типами орудий. К этой эпохе относятся древнейшие наземные жилища с очагами и наиболее ранние погребения. В эпоху верхнего палеолита, связанную с деятельностью кроманьонца, произошло решительное расширение ойкумены: человеком полностью были освоены Старый и Новый Свет, Австралия. Заселение Северной Америки стало результатом продвижения первобытных охотников через Камчатку, Чукотку и Аляску. С выходом человека на среднюю Печору, в низовья рек Алдан, Лена, Индигирка и Колыма, граница ойкумены отодвинулась за Полярный круг, на острова Ледовитого океана. В эту эпоху были усовершенствованы способы обработки камня (появились сверление, пиление и шлифование), значительно расширился круг орудий, получили распространение составные или вкладышевые орудия с применением ретушированных микропластинок (микролитическая техника), орудия из кости — как охотничьи (наконечники копий, острия, гарпуны), так и бытовые (иглы, игольники, шилья, проколки, булавки и т. д.). Появились жилища из костей мамонтов и рогов северного оленя, накрытые по каркасу из жердей или бивней шкурами животных, с очагами внутри (на территории России выявлено более 30 подобных построек). Среди археологических находок этой эпохи присутствуют украшения из кости, сверлёных клыков, зубов, раковин, диадемы из бивня мамонта, браслеты, остатки расшитой бусами одежды из кожи и меха, головных уборов, костяные пряжки и пуговицы. Яркий пример — двойное погребение подростков (мальчика и девочки) на Сунгире (бассейн реки Клязьмы), где были найдены также копья из цельного выпрямленного бивня мамонта. Основами мировоззрения в эпоху верхнего палеолита были анимизм (отождествление души человека с природными явлениями) и тотемизм (представление о происхождении своего рода от определенного животного или древа, связанное с появлением родового строя). Эти начала с удивительной силой отразились в палеолитическом искусстве — наскальной живописи и фигурках из бивней мамонта и кости, изображающих зверей, птиц, рыб, змей. Особо известны «палеолитические Венеры» — статуэтки обнаженных полнотелых женщин, трактуемые как символы материнского начала продолжательницы рода и хранительницы очага (найдено более 200). Черты мадленской культуры верхнего палеолита зафиксированы в находках на большой территории — от Франции до Приуралья. В Восточной Европе выделены спицынская, молодовская, стрелецкая, городцовская, костенковско-авдеевская культуры, среднеднепровская культурная общность, представители которых были, преимущественно, оседлыми охотниками; в Северном Причерноморье — каменнобалковская, аккаржанская, анетовская культуры; в Сибири — кокоревская, афонтовская, мальтинско-буретская и дюктайская культуры.
Средний каменный век (мезолит) охватывает период от 10—9 до 7 тыс. лет до н. э. включительно. В природном отношении он характерен глобальным потеплением. Северные области в то время представляли собой тундры, чуть южнее их находился пояс хвойных, а еще южнее — широколиственных лесов. В эпоху мезолита произошло вымирание мамонта, шерстистого носорога и овцебыка. Животный мир лесной зоны представляли: благородный олень, лось, бурый медведь, волк, кабан, бобр; в степной зоне — сайга, дикий осел, лошадь, тур; значительно увеличилось количество птицы (особенно водоплавающей), рыбы и морского зверя. В это время происходило заселение лесной зоны Европейской части России (до Балтийского моря, верховьев Днепра и Волги), а также заселение арктического побережья Кольского полуострова и Дальнего Востока. Широкое распространение получили лук и стрелы, была приручена собака. Особенно возросла роль рыболовства с применением сетей, оснащенных поплавками из сосновой и березовой коры и каменными грузилами, использовались ловушки-верши и заборы, а также традиционные снасти — крючки, гарпуны и остроги, появились лодки (долблёнки из одного ствола и каркасные типа каноэ). В лесной зоне, населенной охотниками и рыболовами, были изобретены лыжи и сани. Широкое распространение получили вкладышевые орудия с так называемыми «геометрическими микролитами», а также орудия для обработки дерева — долота, топоры, тесла, струги и массивные орудия из камня («макролиты») — мотыги и кайла; значительно усовершенствовалась обработка камня, кости, рога, кожи, бересты. Эта эпоха отмечена также появлением могильников, наскальных изображений сцен охоты и войны, упрощением мелкой пластики и широким применением орнамента в прикладном искусстве. Культуры мезолитического времени выделены практически повсеместно: на Южном Урале —янгельская, в междуречье Камы и Волги — прикамская, на Кавказе — имеретинская, триалетская и чохская, в Крыму и Северном Причерноморье — горнокрымская и кукрекская, в Верхнем Поднепровье — гренская, на реке Десне — песочноровская, в Волго-Окском междуречье — рессетинская, бутовская и иеневская, в бассейне рек Немана и Западной Двины — неманская, на берегах ледниковых озер и рек Восточного Прионежья — культура веретье, онежская (на северном берегу Онежского озера, известная Оленеостровским могильником), на Кольском полуострове — культура комса. В Восточной Сибири мезолитические стоянки открыты на Таймыре, в Прибайкалье и бассейне реки Лена(в среднем течении выделена сумнагинская культура), в центральной части Камчатки также открыты мезолитические стоянки, найдены они и на островах Ледовитого океана. В эпоху мезолита появляется неравномерность развития различных регионов ойкумены, усиливающаяся в более позднее время.
Новый каменный век (неолит), в различных зонах датируемый по-разному, обобщенно помещается в интервале от 6—5 до 3 тыс. лет до н. э. Это эпоха была не только временем расцвета техники обработки камня, кости и дерева. Она отмечена изобретением совершенно нового материала. Именно тогда появляется и широко распространяется сложно орнаментированная керамическая посуда, а также сосуды из обожженной глины, покрытые росписью. Однако главными достижениями того времени было появление земледелия и скотоводства, открывавшие новые жизненные возможности. Доместикация (одомашнивание) животных и растений произошла в более южных областях, откуда постепенно распространилась к северу. Это явление, вызвавшее многие перемены в материальной культуре, образе жизни и мировоззрении человека, принято называть неолитической революцией. В ту эпоху, наряду с обществами земледельцев и скотоводов, существовали общества, хозяйство которых по-прежнему было основано на охоте, рыболовстве и собирательстве. В целом для неолитической эпохи характерна большая оседлость населения, появление жилищ, сложенных из сырцового кирпича, камня, построенных из дерева, или домов с плетёным каркасом и глиняной обмазкой, появление древнейших поселков. Дефицит кремня — основного сырья для каменных орудий — приводил к необходимости его добычи в горных и шахтных выработках и широкому использованию других пород — кварцита, обсидиана, сланцев, яшмы, нефрита, горного хрусталя, добывавшихся на месторождениях, часто также в горных выработках. Находки неолитического времени свидетельствуют о дальнейшем совершенствовании охотничьего вооружения и рыболовных снастей, деревообрабатывающих и землеройных инструментов, а также о появлении ткачества (каменные и керамические грузики для ткацких станков и пряслица), о появлении культов плодородия у земледельческих племен и связанных с ними солярных (солнечных) культов —основ календарных наблюдений. На скалах в Карелии, на Белом море и Онежском озере, на реках Лена, Ангара, Томь были найдены так называемые петроглифы или писаницы —гравированные на камне или выполненные красками изображения сухопутной и морской охоты, животных, водоплавающих птиц, рыб и т. д., относящихся к той эпохе. Мелкая зооморфная пластика отличается тонкой проработкой птичьих (утиных и гусиных) головок на ручках черпаков и инструментов, керамические, костяные и деревянные изделия богато орнаментированы. В неолитическое время были заселены все географические зоны. В общих хронологических рамках неолита выделяются ранний, развитой и поздний этапы. В лесной зоне Восточной Европы главнейшими культурами раннего неолита являются: ранняя валдайская, верхневолжская, сперрингс, нарвская, неманская, сертейская, руднянская, среднедонская, ранний этап деснинской, ранние этапы волго-камской культурной общности. К развитому и позднему неолиту относятся культуры с ямочно-гребенчатой керамикой, представители которых считаются древнейшими племенами финно-угорского населения. К позднему неолиту относится волосовская культура. На юго-западе Восточной Европы выделены буго-днестровская и культура линейно-ленточной керамики; на юге Восточной Европы, между Днепром и Волгой — сурская, горнокрымская, днепро-донецкая культурная общность, ракушечноярская, сероглазовская, самарская и волго-уральская. (Зауралье и Западная Сибирь недостаточно изучены). В нижнем течении Тобола выделены кошкинская и боборыкинская культуры. Неолит Прибайкалья включает китойский, исаковский и серовский этапы. В Приамурье и Южном Приморье известны новопетровская, громатухинская, осиноозерская, зайсановская и нижнеамурская культуры.
Энеолит и бронзовый век составляют особый период в истории человечества, часто называемый эпохой раннего металла, обобщенно датируемый 5—4—2 тыс. лет до н. э. Энеолитический (что буквально означает «меднокаменный») век предшествует бронзовому. Его название отражает время, когда появляются первые орудия из меди, но еще долго сохраняются традиционные каменные орудия неолитического облика. Бронзовый век стал эпохой металлических орудий, полученных в результате изобретения низкотемпературных, но более твердых сплавов меди с другими металлами и добавками. Наряду с появлением земледелия и скотоводства в предшествующую эпоху, развитие металлургии во многом определило судьбы древних народов, став одним из величайших достижений древности, повлиявшим на все сферы жизни. Прямо или косвенно с ним связано использование колеса и колесного транспорта, открывших эру дальних передвижений, развитие новых, более совершенных форм плужного земледелия, сложение огромных по территории культурных провинций и общностей, формирование большого числа археологических культур.