paleolithicum (van het Grieks palaios = oud, lithos = steen) of oude steentijd, de eerste en veruit de langste periode van de prehistorie. Het paleolithicum begint met de vervaardiging van de eerste werktuigen, voor zover dit archeologisch aantoonbaar is. Het gebruik van werktuigen is een minder zuiver en moeilijker te hanteren criterium dan het vervaardigen daarvan: diverse diersoorten hanteren immers voorwerpen als werktuig en dergelijke gereedschappen zijn niet of nauwelijks van ongebruikte objecten te onderscheiden. De vervaardiging volgens een duidelijk concept veronderstelt daarentegen een weloverwogen, doelgericht handelen, een van de belangrijkste criteria om de mens van het dierenrijk te onderscheiden.

De oudste bewaard gebleven en herkende werktuigen zijn de pebble tools, met als vroegste dateringen ca. 2,6 miljoen jaar (Turkanameer, Oost-Afrika) en iets jonger (1,8 miljoen jaar) in de onderste lagen van Oldowai. Het zijn de werktuigen van Homo habilis (zie mens). Aan de even oude en ten dele oudere Australopithecinae (4,1 miljoen jaar geleden) is het gebruik van gebroken beenderen toegeschreven (de ‘osteodontokeratische cultuur’), maar het staat nog ter discussie of hierbij inderdaad van werktuiggebruik en -vervaardiging sprake is. Voor het als zodanig onderkennen van primitieve, eenvoudig gevormde werktuigen is – naast de vormgeving – de wijze van voorkomen van belang: in duidelijk kunstmatige concentraties of buiten het natuurlijke voorkomen van de desbetreffende steensoorten.

Het begin van het paleolithicum is geen synchroon gebeuren over de gehele wereld: in Oost-Afrika – een gebied waar zich stellig het menswordingsproces heeft afgespeeld – begint het paleolithicum het vroegst. De gematigde streken zijn niet vóór 700 000 jaar geleden gekoloniseerd (door Homo-erectus-achtigen), al zijn in Zuid-Frankrijk ogenschijnlijke pebble tools gevonden, omstreeks 1,8 miljoen jaar oud gedateerd. Australië is eerst ca. 50 000 jaar geleden aantoonbaar bewoond en Amerika met zekerheid pas ca. 12 000 v.C. en waarschijnlijk enkele duizenden jaren eerder.

Het paleolithicum eindigt in Europa bij de definitieve klimaatverbetering aan het einde van de laatste ijstijd, welke verandering de jagers-verzamelaarsgemeenschappen dwingt een geheel ander patroon van voedsel verzamelen te ontwikkelen. Dit brengt markante veranderingen in de materiële cultuur mee, die een onderscheid van een nieuwe hoofdafdeling of periode – het mesolithicum – rechtvaardigen. Waar deze klimaatverandering minder ingrijpend was, zoals in het algemeen in tropische en subtropische gebieden, is deze culturele grens minder scherp of afwezig en is er soms geen reden een afzonderlijk mesolithicum te onderscheiden. Toch stelt men allerwegen het paleolithicum gelijk met het Pleistoceen en vormt het begin van het Holoceen tevens het einde van het paleolithicum. In archeologische zin is het optreden van microlieten in beduidende percentages een teken dat het paleolithicum ten einde is. In Zuidoost-Azië gaat dit echter niet op. Daar zet de pebble tool-traditie zich door tot ver in het Holoceen, tot ca. 5000 v.C. (Hoa-Binh-cultuur).

Het paleolithicum is de periode waarin de mens zich een cultuur eigen maakt tot een hoge mate van complexiteit. Er wordt een technologie ontwikkeld voor de verwerking en bewerking van natuurlijke grondstoffen tot werktuigen en andere doeleinden: been, kwartsiet en vuursteen zijn direct aantoonbaar, huiden indirect (door de aanwezigheid van bepaalde werktuigen), terwijl het gebruik van hout grotendeels berust op veronderstelling. Het gebruik van vuur is waarschijnlijk sinds ca. 790 000 jaar geleden bekend. (Vértesszöllös, Hongarije) en de bouw van hutten werd te Terra Amata (Nice) voor dezelfde periode vastgesteld. Dodenverzorging, een belangrijke aanwijzing voor het zich bewust zijn van het eigen bestaan, is bekend van Neanderthal-mensen sedert ca. 55 000 jaar geleden. Kleding moet in deze tijd, gezien het klimaat waarin men leefde, ook verondersteld worden. Van de voedselvoorziening is vooral de jachtcomponent, door de gevonden beenderen, aantoonbaar. Het verzamelen van vruchten en bladgroente – beide stellig van belang – heeft nauwelijks archeologische sporen nagelaten. Reeds sedert halverwege het vroeg-paleolithicum is de jacht op grote dieren, zoals olifantachtigen en buffels, aangetoond. Deze moet hebben plaatsgevonden met houten speren, zoals de vondst van een Elephas antiquus met houten speer te Lehringen (Neder-Saksen) uit de Eemtijd laat zien, en waarschijnlijk met valkuilen. Een dergelijke jacht veronderstelt een samenwerkingsverband van jagers en een ontwikkelde sociale structuur van de gemeenschap vanaf het optreden van Homo erectus. Het, ten opzichte van de latere perioden, uitermate lange paleolithicum wordt ingedeeld in drie hoofdperioden.

1. Het vroegpaleolithicum met de pebble tool-cultuur van Homo habilis, ca. 700 000 jaar geleden opgevolgd door het Vroeg-Acheuléen van Homo erectus. Het gebruik van pebble tools blijft evenwel in deze gehele periode in ondergeschikte vorm bestaan, terwijl er diverse afwijkingen van het in Frankrijk gedefinieerde patroon bestaan: een vuistbijlarme facies of Clactonien, een micro-pebble tool-cultuur te Vértesszöllös (Hongarije) en een voortzetting van de pebble tool-traditie in Azië ten oosten van India, bekend in Noord-India als Soan-, in Birma als Anyathian- en op Java als Pajitan-cultuur. Aan het einde van het vroegpaleolithicum reikte de bewoonde wereld noordwaarts tot Frankrijk, Alpen, Kaukasus en Himalaja en in China tot Peiping. Amerika en Australië waren onbewoond.

2. Het middenpaleolithicum laat men ca. 300 000 jaar geleden aanvangen met het eerste gebruik van de Levallois-techniek (Levalloisien) voor het maken van vuurstenen werktuigen, tevens het onderscheid tussen Vroeg- en Laat-Acheuléen. Naast diverse zorgvuldig gevormde typen vuistbijlen worden werktuigen gevonden op Clacton- en Levallois-afslagen en tevens de eerste klingen. Het bewoonde gebied breidde zich over Midden-Europa uit. Hoewel er nauwelijks associaties zijn met fossiele menstypen (Swanscombe en Tautavel zijn feitelijk de enige), is dit late Acheuléen wel te verbinden met pre-Neanderthalide Homo sapiens-vormen, die zich uit Homo erectus ontwikkelden. Het einde van het middenpaleolithicum wordt gekenmerkt door het Moustérien in zijn verschillende vormen en de parallelle Afrikaanse industrieën (Fauresmith, Sangoan), waarin de Levallois-techniek en de afslagwerktuigen domineren en vuistbijlen klein en schaars zijn. Het Moustérien kan aan de Neanderthalers worden toegeschreven.

3. Het laatpaleolithicum volgt in Europa het Moustérien op, waarbij Homo sapiens de Neanderthaler aflost. Deze aflossing moet veel geleidelijker in zijn werk zijn gegaan dan men lange tijd gedacht heeft. Kenmerkend is de vervaardiging van gespecialiseerde werktuigen (spitsen, stekers, krabbers, messen), van lange vuursteenspanen of klingen. Er is in Europa, met name door grotonderzoek in Frankrijk, een opeenvolging van ‘culturen’ vastgesteld, die echter slechts beperkte geldigheid bezit: Oost-Europa, Azië en Afrika hebben hun eigen sequenties en typologieën. De onderlinge relaties van de ‘culturen’ is bovendien in detail nog onduidelijk. Het laatpaleolithicum is de periode van de grotschilderingen en rotsgraveringen. Er ontwikkelt zich een rijk gedifferentieerde beenindustrie met driedimensionale, naturalistische versieringen. Benen naalden, kleine mensenfiguurtjes van Siberische vindplaatsen (Buret en Malta in de omgeving van Irkoetsk) en snoeren van doorboorde tanden en schelpjes in graven (zoals Sungir nabij Vladimir, Midden-Rusland, 22 000 v.C.) vormen overtuigende bewijzen van goede, doelmatige kleding. Kampplaatsen in het vlakke land (met tenten of grote, uit mammoetbotten gebouwde hutten) kwamen er voor, naast verblijven in grotingangen en onder abris. De jagers waren zeer goed uitgerust en georganiseerd voor de systematische exploitatie van de wildrijkdom in de laatste ijstijd: mammoet, wolharige neushoorn, bizon, wild paard en rendier waren het belangrijkste jachtwild. Vogeljacht en visvangst werden wel beoefend, maar waren van ondergeschikt belang.

Het Europese paleolithicum is nauw verbonden met de steeds wisselende, ingrijpende milieuveranderingen gedurende het Pleistoceen: de vorming en afsmelting van ijskappen, de variaties in klimaat en, daarmee samenhangend, van flora en fauna, de sedimentatie- en insnijdingsfasen van de rivieren en de zeespiegelveranderingen, waardoor landbruggen (bijv. tussen Engeland en Europa, tussen Azië en Alaska) telkens weer ontstonden of werden overspoeld. Alleen voor het laatpaleolithicum is het mogelijk al deze veranderingen in enig detail te vervolgen en onderling te koppelen, dankzij fijne stratigrafieën en de mogelijkheid van radiokoolstofdateringen (zie ouderdomsbepaling).