Den paleolitiske (bogstaveligt talt "Old Stone Age") periode dækkede mellem to og en halv og tre millioner år, afhængigt af hvilken videnskabsmand, der har foretaget beregningerne. Til kunsthistoriske formål henviser paleolittisk kunst til det sene Øvre paleolitisk periode. Dette begyndte for ca. 40.000 år siden og varede gennem Pleistocene-istiden, som sluttede omkring 8.000 f.Kr. Denne periode var præget af stigningen i Homo sapiensog deres stadigt udviklende evne til at skabe værktøjer og våben.
Der var meget mere is, og havkystlinjen var meget anderledes end den er nu. Lavere vandstand og i nogle tilfælde landebroer (som længe er forsvundet) gjorde det muligt for mennesker at migrere til Amerika og Australien. Isen sørgede også for et køligere klima i hele verden og forhindrede migration til det fjerne nord. Mennesker på dette tidspunkt var strengt jæger-samlere, hvilket betyder, at de konstant var på farten på jagt efter mad.
Bærbar kunst i den øvre paleolitiske periode var nødvendigvis lille (for at være bærbar) og bestod af enten figurer eller dekorerede genstande. Disse ting blev udskåret (fra sten, knogler eller gevir) eller modelleret med ler. Det meste af den bærbare kunst fra denne tid var figurativ, hvilket betyder, at den afbildede noget genkendeligt, hvad enten det er dyr eller menneske i form. Der henvises ofte til figurerne med det kollektive navn "Venus", da de umiskendeligt er hunner i en fødeagtig bygning.
Stationær kunst var netop det: Det bevægede sig ikke. De bedste eksempler findes i (nu berømte) hulemalerier i Vesteuropa, skabt i løbet af den paleolitiske periode. Malinger blev fremstillet ud fra kombinationer af mineraler, oker, brændt knoglemel og trækul blandet i medier af vand, blod, dyrefedt og træsaft. Eksperter gætte (og det er kun et gæt), at disse malerier tjente en form for ritualistisk eller magisk formål, da de er placeret langt fra mundene i huler, hvor hverdagen fandt sted. Hulemalerier indeholder langt mere ikke-figurativ kunst, hvilket betyder mange elementer er symbolsk snarere end realistiske. Den klare undtagelse her er afbildningen af dyr, der er levende realistiske (mennesker på den anden side er enten helt fraværende eller stavfigurer).
Det forekommer en smule flippant at prøve at karakterisere kunsten fra en periode, der omfatter det meste af menneskets historie. Paleolitisk kunst er indviklet bundet til antropologiske og arkæologiske undersøgelser, som fagfolk har viet hele livet til at undersøge og udarbejde. Når det er sagt, for at foretage nogle fejrende generaliseringer, paleolitisk kunst: