Het paleolithicum is de oudste periode van het stenen tijdperk, en gaat van start wanneer de vroegste mensachtigen stenen beginnen te gebruiken als werktuig. Dit gebeurt reeds aan het begin van het pleistoceen (ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden). De stenen werktuigen van de vroegste mensachtigen, zoals de Homo habilis, zijn nog erg primitief (bv. afgeslagen stukken steen, als bijl, en schilfers, als priem). Latere mensachtigen zoals de Homo erectus, neanderthalers en uiteindelijk de moderne mens (Homo sapiens) vervaardigen steeds complexere werktuigen (bv. speer- en pijlpunten, uitvoerig bewerkte vuistbijlen, etc.). Naast steen wordt ook been of hout gebruikt. Het paleolithicum eindigt zo’n 11.000 jaar geleden.