La longue période de la Préhistoire est celle débutant par l'apparition de l'humain sur Terre, fruit de l'évolution naturelle, jusqu'à la naissance de l'écriture, signe de son développement intellectuel. Sa date reste sujette à débat, mais selon la définition la plus acceptée elle commence il y a 2,8 millions d'années avec l'apparition des espèces Homo sapiens. D’autres préhistoriens font débuter cette période il y a 5 millions d’années car ils considèrent que l’Homme n’est pas seulement représenté par le genre Homo mais également par celui des australopithèques, l’un des plus anciens.
Les préhistoriens s’accordent sur la division de cette longue période en trois parties : le Paléolithique (l'âge de la pierre taillée) et le Néolithique (l'âge de la pierre polie), qui se divisent elles-mêmes en différentes sous-périodes. La phase de transition entre ces deux grandes périodes est appelée le Mésolithique.
Le Paléolithique, terme créé par le naturaliste et préhistorien Britannique John Lubbock en 1865, désigne l'époque de la Préhistoire durant laquelle l'Homme était encore partout un chasseur-cueilleur.
Le Paléolithique est subdivisé en trois ou quatre grandes périodes selon les auteurs. Il y a le « Très ancien Paléolithique » ou « Paléolithique archaïque », ou encore « Archéolithique » qui correspond à la phase la plus ancienne de l'outillage préhistorique il y a 3,3 millions d’années en Afrique de l’Est. Cette notion n'est toutefois pas encore consacrée par l’ensemble de la communauté scientifique, la plupart des préhistoriens s'en tenant au classique Paléolithique inférieur.

À partir de 1,76 Ma on assiste à l’apparition en Afrique de l'Est d’une nouvelle industrie lithique, avec des outils plus élaborés, tels que les bifaces, les hachereaux ou les bolas, qui caractérisent l’Acheuléen. C’est le début du Paléolithique inférieur qui se termine il y a environ 300 000 ans, lorsque l'émergence de nouveaux outillages lithiques marque le début du Paléolithique moyen.
En Afrique comme en Europe, le Paléolithique moyen débute il y a environ 350 000 ans. Le Paléolithique moyen est marqué par l’apparition d’un ensemble de traits culturels nouveaux : il voit par exemple se généraliser et se diversifier l’utilisation des outils retouchés (pointes, racloirs, denticulés, grattoir, etc.), et différentes techniques de débitage laminaire. Cette période se termine il y a environ 45 000 ans pour laisser la place au Paléolithique supérieur.
Le Paléolithique supérieur est une période marquée par l’arrivée d'Homo sapiens en Europe (45 000 ans), l’apparition du débitage lamellaire (méthode de débitage de la pierre dont la finalité est l'obtention d'une ou plusieurs lames), la disparition de l'Homme de Neandertal vers 30 000 ans et de l'Homme de Denisova et l’explosion de l'art préhistorique (peintures de la grotte de Lascaux il y a 18 000 ans). Cette période s’achève avec la fin de la dernière période glaciaire il y a environ 12 000 ans et laisse place à une période de transition : le Mésolithique.
La période du Mésolithique se caractérise par un réchauffement climatique qui bouleverse les comportements des groupes humains comme la réduction des territoires de chasse et le développement de l'arc. D'autres bouleversements dans les représentations artistiques et symboliques (miniaturisation des armatures de projectiles) semblent liés aux dynamiques internes d'évolution des groupes humains. La fin du Mésolithique est caractérisée par le passage d'une économie de chasse et de cueillette à une économie liée à l’agriculture et la pratique de l’élevage.
Le Néolithique, terme créé par John Lubbock en 1865, désigne l'époque de la Préhistoire durant laquelle l'Homme devient agriculteur. On date le début de cette période vers -8 500 avec l’apparition de l'agriculture au Proche-Orient.
La Préhistoire prend fin avec l'invention de l'écriture en Mésopotamie et en Égypte vers -3 500 et laisse la place à la première période de l’Histoire : l’Antiquité.

Les dates incontournables :
-7 millions d'année : apparition des premiers hominidés en Afrique
-5 millions d'années : apparition des Australopithèques
-3,3 millions d'années : utilisation des premiers outils par Homo Habilis
-1,9 millions d'années : apparition d’Homo Erectus
-1,76 millions d’années : début du Paléolithique inférieur avec la généralisation de l’usage d’outils élaborés comme le biface ou les hachereaux
-900 000 ans : arrivée des premiers hommes en Europe
-500 000 ans : premières traces d'utilisation du feu
-430 000 ans : apparition de l’homme de Neandertal
-400 000 ans : début du paléolithique moyen avec l’apparition d’une nouvelle technique de taille de la pierre, le débitage laminaire.
-300 000 ans : apparition des premiers Homo sapiens
-120 000 ans : les premières sépultures font leur apparition par Homo Sapiens
-45 000 ans : début du paléolithique supérieur caractérisé par le développement de certaines techniques nouvelles de taille de la pierre comme le débitage lamellaire et par l’explosion de l’art préhistorique (art rupestre)
-30 000 ans : disparition de l’Homme de Neandertal
-18 000 ans : peinture des parois des grottes de Lascaux
-12 000 : début du Mésolithique correspondant à la fin de la dernière période glaciaire et à l’apparition des premiers villages comme Göbekli Tepe en Turquie, ou Jéricho en Israël.
-8 500 : début du Néolithique marqué par l’apparition de l’agriculture et de l’élevage au Proche-Orient
-6 500 : extension de l'agriculture en Grèce et dans les Balkans
-5 000 : arrivée de l'agriculture sur la côte atlantique européenne
-4 500 : mégalithisme (dolmens et menhirs) en Europe
-3 500 : premières cités et invention de l'écriture en Égypte et en Mésopotamie, fin de la Préhistoire et début de l’Antiquité.