La primera sistematización de la Prehistoria, abordada por el danés Christian Jürgensen Thomsen a comienzos del siglo XIX contemplaba el Sistema de las Tres Edades (de la Piedra, el Bronce y el Hierro). Por su parte, John Lubbock propuso en su Prehistoric Times (1865) dividir la Edad de Piedra en Paleolítico (fase antigua) y Neolítico (fase moderna), manteniéndose hasta la actualidad la vigencia de la denominación "Paleolítico", con las someras adaptaciones de cada idioma. Las culturas del Paleolítico africano vienen siendo adjudicadas a la "Stone Age", que se puede considerar casi sinónima del concepto más frecuente en Eurasia de "Paleolítico".
En la actualidad, se conoce como Paleolítico al estadio más antiguo en la evolución cultural y material del género humano, desde la aparición del mismo al inicio del Cuaternario (hace unos 2'5 millones de años), hasta el cierre del último episodio glaciar (hace unos 11.000 años), que dará paso a los grupos mesolíticos en buena parte del planeta. Es corriente una clasificación más concreta en tres grandes fases sucesivas (Paleolítico inferior, medio y superior), a lo largo de las cuales se va a registrar la evolución biológica de las diferentes especies que comprende el género Homo y el desarrollo material de sus distintos modos tecnológicos.
El Paleolítico inferior arranca en el continente africano, con expresiones materiales aún muy toscas que enlazan, en opinión de algunos autores, con las fases finales del Terciario. El primer desarrollo cultural se registra exclusivamente en África, hasta hace aproximadamente 1'8 millones de años en el que comienza a datarse la presencia de seres humanos en Eurasia. Las primeras formas tecnológicas en piedra que se producen responden al nombre de Olduwayense, o Modo 1, en el que se tallan someramente cantos de piedra para obtener una serie de sencillos filos con los que ejercer las diversas funciones que requiere la vida cotidiana. Todavía dentro del Paleolítico inferior y el continente africano, hace unos 1'8 millones de años observamos una industria lítica considerablemente más elaborada, que conoceremos como Achelense o Modo 2 de talla. El Achelense está caracterizado por la talla de útiles de sofisticación progresiva, partiendo de un mismo soporte (un canto o guijarro), que se trabaja para conformar un utensilio completo, dentro de una tipología aún limitada de instrumentos (sobre todo, bifaces, aunque también están presentes triedros, raederas, denticulados o hendedores, entre otras formas). Los yacimientos arqueológicos atribuidos a diferentes fases del Achelense, u otros complejos culturales homologables, aparecen dispersos por el Viejo Mundo. La característica que mejor engloba a estos conjuntos es la aparición, en cantidades variables, de bifaces o hachas de mano, considerados el rasgo material distintivo (en términos copiados de la Geología, el fósil director) del Achelense. Recientemente se están valorando conjuntos arqueológicos en los que no se han recuperado bifaces, si bien ocupan una franja cronológica similar a los anteriores.
En diferentes regiones del Viejo Mundo, hace entre 250.000 y 150.000 años, se iniciará el llamado Paleolítico medio (Middle Stone Age o MSA en África). En Eurasia, la forma cultural más característica del Paleolítico medio, el Musteriense, es atribuida a los seres humanos del tipo de Neandertal (Homo neanderthalensis). Los neandertales representan un estadio material, cultural y económico inmediatamente previo al de los cromañones, de nuestra propia especie. Concretamente, el Musteriense incluye una industria lítica sensiblemente más variada que la vigente en el anterior estadio, comprendiendo cantidades variables de raederas, denticulados, puntas o raspadores, entre otros útiles, todos ellos elaborados sobre lascas. La cadena de producción de estos soportes más ligeros, las lascas, conlleva cierta sofisticación técnica, apareciendo por vez primera la preconfiguración mental de la lasca que va a ser obtenida con antelación al propio golpe que permite su extracción. Se trata, en particular, de la llamada técnica Levallois. Desde el punto de vista de su comportamiento cultural y simbólico, los neandertales comienzan a enterrar a algunos de los miembros del grupo, acreditando una conducta trascendente que, hasta hace poco tiempo, se consideraba exclusiva de nuestra especie. A diferencia de lo que se ha considerado inequívocamente establecido para los neandertales hasta hace bien poco, hoy día se considera acreditado su empleo de un lenguaje articulado y el uso simbólico de colorantes y otros elementos de ornamento corporal (conchas marinas, plumas, etc.) de cierta sofisticación.
El Paleolítico superior constituye el periodo en el que se produce la globalización de la ecúmene humana por los cinco continentes. El principal protagonista de esta colonización de los cinco continentes será nuestra propia especie, el Homo sapiens, también conocido como cromañón o humano anatómicamente moderno (AMH, en sus siglas en inglés). El Paleolítico superior se considera iniciado en Eurasia hace unos 45.000 años y se prolonga hasta hace 11.000 años, cuando entra en crisis el último periodo glaciar y arranca el Holoceno, la actualidad climática. Paradójicamente, si durante este periodo el ser humano llega a los principales territorios del planeta, lo hará con situaciones culturales completamente diversificadas: ninguna cultura del Paleolítico superior alcanzará la dispersión geográfica del Achelense o del Musteriense. Cada uno de los continentes compondrá su propia secuencia cultural, incluyendo fases/culturas que presentan en algunos casos una dispersión espacial muy pequeña, en ocasiones muy similar a los actuales países. Las características comunes al Paleolítico superior europeo, al Paleoindio americano o al Ateriense africano pasan por una tecnología lítica renovada (con soportes alargados, de tipo laminar), que permite una gestión óptima de la materia prima disponible. También caracteriza al periodo la extensión de la tecnología ósea, para elaborar diversos tipos de útiles sobre materiales orgánicos como concha, asta y hueso. Desde una perspectiva cultural, las representaciones artísticas están exclusivamente vinculadas a nuestra especie, aunque existen algunos antecedentes también adjudicables a los cromañones, si bien en periodos anteriores, ejecutados en África o Asia. Desde una perspectiva de la explotación económica del medio, los cromañones muestran ya un comportamiento deliberado de obtención de todo tipo de recursos, con la máxima calidad, aún cuando esta práctica incluya largos desplazamientos. Así, por ejemplo, las materias primas líticas de calidad que se emplean en cada yacimiento provienen de los afloramientos situados a distancias crecientes del depósito, observándose que, a medida que se incrementa la calidad del producto, aumenta la distancia desde la que se puede acarrear, aunque también aparecerá en cantidades progresivamente menores. En el caso de Europa septentrional, existen casos documentados de sílex que se ha desplazado hasta mil kilómetros desde su afloramiento de origen, hasta donde ha sido finalmente empleado y desechado.