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Le Paléolithique débute avec l'apparition de la première pierre taillée par l'homme. Cette période couvre la majeure partie de l'ère quaternaire, soit plus de deux millions d'années. L'utilisation de la technique de la pierre taillée ne suffit pas à définir le paléolithique, puisqu'on retrouve cette technique dans d'autres cultures. Le paléolithique se caractérise donc principalement par l'usage d'outils en pierre taillée, mais aussi par l'absence de la poterie et du métal. Le terme paléolithique n'a pas de limite géographique ni biologique: il a le même sens pour tous les continents et comprend tous les types humains.

Le Paléolithique archaïque est la première subdivision du Paléolithique. Circonscrit à l'Afrique, le Paléolithique archaïque (qui débute il y a 1,8 millions d'années), se caractérise par la présence de vestiges lithiques (objets en pierre frustement travaillés), systématiquement associés à des types humains apparentés aux Australopithèques.

Biface acheuléen, Saint-Acheul (Somme), -400 000 ou -300 000 ans

Le Paléolithique inférieur correspond à l'apparition de l'homme en Europe (- 800 000 ans). On considère généralement que, entre -300 000 et -200 000, se situe une série de changements qui marque la fin du Paléolithique inférieur dont les principaux sont l'apparition de nouvelles techniques de taille et le passage à l'homme moderne (Homo sapiens).

Le Paléolithique moyen correspond à une période allant d'environ -200 000 ans jusqu'à -35 000 ans, au cours de laquelle se développent en Europe des populations néandertaliennes à industries de taille de la pierre sur éclats (débitage dit Levallois).

Bison en bois de Renne, Abri de la Madeleine (Dordogne), Magdalénien (13 500 - 11 500 av. J.-C.)

La transition vers le Paléolithique supérieur s'opère vers -34 000 ans avant notre ère. Le Paléolithique supérieur marque un important changement dans l'histoire de l'Humanité avec l'apparition de l'Homo sapiens sapiens, dont l'une des sépultures fut découverte dans le célèbre abri de Cro-Magnon en Dordogne. Des innovations interviennent, en premier lieu dans la vie matérielle: l'industrie lithique se perfectionne, de nouveaux matériaux, l'os, l'ivoire, le bois de cervidés sont travaillés, l'homme organise l'espace où il vit, aménage les grottes où il se réfugie, construit des huttes ou des tentes. Ses préoccupations esthétiques et religieuses se reflètent dans le développement de la parure et surtout dans l'apparition d'un art, tant mobilier que pariétal, qui connaîtra un formidable essor. Il se termine vers -9 500 avec le réchauffement qui marque la fin de l'époque glaciaire.