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.
