Как и горные породы, археологические отложения накапливаются в местах проживания людей слоями, при этом самые старые из них оказываются внизу. Если какое-то время пещера была необитаема, то в ней формировался пустой слой из пыли и обломков скал. Такие слои чередовались с отложениями, содержащими артефакты и обломки костей животных, оставленных здесь древними жильцами. Исследование таких «жилых» слоев показывало, что характер каменных орудий и виды животных со временем менялись. Именно на основании этих изменений и составлялась культурная хронология каждой местности или региона.
К 1872 году французский археолог Габриэль де Мортилье выделил несколько культур, отнесенных им к эпохе палеолита, или «древнего каменного века». Каждая из культур была названа по месту ее обнаружения и характеризовалась определенным типом каменных орудий. По мере того как де Мортилье получал все больше и больше информации, структура культур становилась все сложнее и в ней выделялись новые периоды.
Старейшей в предложенной им последовательности была ашельская культура, названная по имени местечка Сент-Ашель, где когда-то работал де Перт. Типичными произведениями ашельской культуры были крупные каменные орудия в форме слезы, так называемые ручные топоры, создававшиеся путем откалывания мелких отщепов от каменного основания. Выше находился слой мустьерской культуры, для которой были характерны небольшие треугольные ручные топоры, скребки и каменные стрелы, обычно делавшиеся из отщепов. Следующей шла ориньякская культура, существенно отличавшаяся от культуры мустье. Помимо камня, мастера времен Ориньяка активно использовали для создания орудий рог и кость. Типичным орудием ориньякской культуры является узкий костяной наконечник с раздвоенным основанием. Каменные орудия этой эпохи представляют собой удлиненные кремниевые лезвия, которые высекались из цилиндрической заготовки. После Ориньяка располагалась культура гравет, известная своими прямосторонними резцами с узкими треугольными остриями, а за ней — солютрейская культура, узнаваемая благодаря своим тонко выделанным длинным кремниевыми лезвиями в форме лавровых листьев. Почти на самой вершине иерархии находилась малленская культура с ее великолепным разнообразием артефактов, включая крошечные микролиты, которые вставлялись в рукояти других орудий. Мадленская культура исчезла с приходом в Европу последнего ледника, ее сменили культуры эпипалеолита и мезолита, через какое-то время уступившие место неолитическим культурам первых европейских земледельцев.
