Paleolitik (dobesedno "stara kamena doba") je zajel med dvema pol in tremi milijoni let, odvisno od tega, kateri znanstvenik je opravil izračune. Za umetnostno zgodovino se paleolitska umetnost sklicuje na Pozno Zgornji paleolitik obdobje. Začelo se je pred približno 40.000 leti in trajalo skozi pleistocensko ledeno dobo, ki se je končala okoli 8.000 pred našim štetjem. To obdobje je zaznamoval vzpon leta 2007 Homo sapiensin vedno večjo sposobnost ustvarjanja orodij in orožja.
Leda je bilo veliko več in obala oceana je bila precej drugačna, kot je zdaj. Nižji vodostaj in ponekod kopenski mostovi (ki so že zdavnaj izginili) so človeku omogočili selitev v Ameriko in Avstralijo. Led je pripomogel tudi k hladnejšemu podnebju po vsem svetu in preprečil migracije na skrajni sever. Ljudje so bili v tem času strogo lovci nabiralci, kar pomeni, da so bili v iskanju hrane nenehno v gibanju.
Prenosna umetnost v obdobju zgornjega paleolitika je bil nujno majhen (da bi bil prenosljiv) in je bil sestavljen iz figuric ali okrašenih predmetov. Te stvari so bile izklesane (iz kamna, kosti ali rogovja) ali modelirane z glino. Večina prenosnih umetnosti iz tega časa je bila figurativna, kar pomeni, da je v obliki upodabljal nekaj prepoznavnega, živalskega ali človeškega. Figurice se pogosto imenujejo s skupnim imenom "Venera", saj so nedvomno samice otroškega rodu.
Stacionarna umetnost je bilo samo to: ni se premaknil. Najboljši primeri obstajajo v (danes znanih) jamskih slikah v zahodni Evropi, ki so nastale v obdobju paleolitika. Barve so bile izdelane iz kombinacij mineralov, ochres, žgane kostne moke in oglja, pomešanih v vodo, kri, živalske maščobe in drevesni sok. Strokovnjaki ugibajo (in le ugibajo), da so te slike služile nekakšni obliki ritualnega ali čarobnega namena, saj se nahajajo daleč od ust jam, kjer je potekal vsakdan. Jmske slike vsebujejo veliko več nefigurativne umetnosti, kar pomeni veliko elementi so simbolični in ne realistični. Jasna izjema je tu v upodobitvi živali, ki so živo realistične (ljudje po drugi strani so bodisi popolnoma odsotni bodisi držijo figure).
Zdi se nekoliko previdno, da bi poskusili opisati umetnost iz obdobja, ki zajema večino človeške zgodovine. Paleolitska umetnost je neločljivo povezana z antropološkimi in arheološkimi študijami, ki so jih strokovnjaki celo življenje posvetili raziskovanju in sestavljanju. To bi reklo, da bi naredili nekaj obsežnih posploševanj, paleolitska umetnost: