Археология различает три основных «века» (периода, эпохи) в древней истории Европы: каменный, бронзовый, железный. Каменный век — самый длительный из них. В это время основные орудия труда и оружие человек изготавливал из дерева, камня, рога и кости. Лишь в самом конце каменного века древние обитатели Европы впервые познакомились с медью, но использовали ее преимущественно для изготовления украшений. Орудия и оружие из дерева, вероятно, были самыми многочисленными у древнего человека в Европе, но дерево обычно не сохраняется, как и другие органические вещества, в том числе рог и кость. Поэтому основным источником для изучения каменного века служат каменные орудия и остатки их производства.

Бронзовый век в разных частях Европы продолжался 1-2 тыс. лет. В первой половине бронзового века изделия из бронзы (сплавов меди) редки, в основном это топоры, кинжалы, ножи, наконечники копий, украшения. Расцвет металлургии и металлообработки наступает лишь во второй части бронзового века. Появляются первые сельскохозяйственные орудия из бронзы, усовершенствованное оружие (мечи), оборонительные доспехи (шлемы, панцири, поножи), изделия из листовой меди и бронзы, высокохудожественные изделия из золота и бронзы. Бронзовый век в истории Европы заканчивается в начале I тыс. до н.э.

Длительный период каменного века принято делить на три части: древний каменный век, или палеолит; средний каменный век, или мезолит, и новый каменный век, или неолит. Эти деления возникли еще в прошлом веке, но сохраняют значение до сих пор. Палеолит — наиболее продолжительный период, начало его восходит к возникновению человеческого общества. Каменные орудия палеолита сделаны в основном техникой оббивки, без применения шлифовки и сверления. Палеолит совпадает с плейстоценом — ранней частью четвертичного, или ледникового, периода истории Земли. Основа экономики человека в палеолите — охота и собирательство.

Палеолит, в свою очередь, делится на три части: нижний (или ранний), средний и поздний (младший, или верхний).

Мезолит (его иногда называют эпипалеолитом, хотя эти термины не совсем равнозначны) — гораздо более кратковременный период. Он продолжал во многом традиции палеолита, но уже в постледниковое время, когда население Европы адаптировалось к новым природным условиям, изменяя экономику, материальное производство и образ жизни. Присваивающий характер хозяйства в мезолите сохраняется, но развиваются новые его отрасли — рыболовство, в том числе и морское, охота на морских млекопитающих, собирание морских моллюсков.

Характерная черта мезолита — уменьшение размеров орудий, появление микролитов.

Однако основной рубеж в истории каменного века Европы приходится на начало неолита. В это время на смену долгому периоду присваивающего хозяйства, охоты, собирательства, рыболовства приходят земледелие и скотоводство — производящее хозяйство. Значение этого события столь велико, что для его характеристики используется термин «неолитическая революция».

Между каменным веком и бронзовым выделяют медно-каменный век (энеолит), однако этот период прослеживается не во всей Европе, а преимущественно на юге континента, где в то время возникают и достигают расцвета земледельческо-скотоводческие общества, обладающие крупными поселениями, развитыми социальными отношениями, религией и даже протописьменностью. Металлургия меди переживает первый подъем, появляются первые медные орудия крупных размеров — проушные топоры, топоры-тесла, боевые топоры, а также украшения из меди, золота и серебра.

Уже с конца палеолита в древней Европе наблюдается неравномерность экономического и культурного развития: неолит на юго-востоке, а затем и в Центральной Европе существует параллельно с мезолитом на севере и востоке Европы, а энеолит на юго-востоке Европы — параллельно неолиту на западе, севере и востоке Европы. Ранний бронзовый век Эгеиды совпадает с поздним энеолитом в Подунавье и Центральной Европе, энеолитом юга Восточной Европы и поздним неолитом Северной и Северо-Восточной Европы. Поэтому все большее значение, особенно в сводных и обобщающих работах, начинает приобретать абсолютная хронология, тем более что наряду со старой гляциальной, исторической хронологией в настоящее время все чаще используются естественнонаучные методы датирования. Наибольшее применение в археологии получил радиоуглеродный метод. Ниже радиоуглеродное датирование используется для всех периодов от среднего палеолита до начала II тыс. до н.э.

Древний человек появился в Европе в четвертичный, или ледниковый, период. Для этого периода характерно развитие материковых ледниковых покровов, проникавших далеко на юг, в области с умеренным (в настоящее время) климатом.

Наступление четвертичного периода определяется появлением современной фауны с такими характерными животными, как слон (Elephas) и лошадь (Equus). Именно они впервые встречены в виллафранкских отложениях Северной Италии. Ученые, которые относят виллафранкские отложения целиком к четвертичному периоду, определяют продолжительность последнего в 2,8 или 3-3,5 млн. лет.

Общепризнано деление четвертичного периода на более раннюю часть (плейстоцен) и более позднюю (голоцен), причем границей между ними принято считать окончание последнего оледенения — около 10 тыс. лет назад. Плейстоцен, который обычно делят на нижний, средний и верхний, характеризуется значительными колебаниями температуры. Холодные климатические периоды ассоциируются с оледенениями. Периоды с более теплым климатом, которые падают на время между оледенениями, называются межледниковьями, или интергляциалами. Внутри больших периодов были и малые климатические колебания. Количество оледенений в плейстоцене Европы определяется по-разному. В пределах европейской части СССР насчитывают шесть оледенений, в Центральной Европе — шесть-семь.