Le climat se modifie progressivement à partir de 10.000 av. J-C. dans l’hémisphère nord. Il devient plus chaud et plus humide, repoussant vers l’Arctique les grands animaux que chassaient les populations éparses de cette lointaine époque. Par contre, la nourriture végétale (céréales, fruits, racines) et le gibier se firent plus abondants. Cela permit sans doute aux hommes de se fixer sur des territoires de cueillette et de chasse assez .
Dans l’état actuel des recherches archéologiques, la sédentarisation s’explique de la façon suivante : des populations s’installent dans un habitat plus durable de pierres ou de torchis, groupé en hameaux, dans une région où la nourriture sauvage est abondante. Peu à peu, elles ont l’idée de cultiver les céréales qu’elles cueillaient jusque-là (blé, orge) et d’élever des animaux (chèvres, moutons, puis bovins, porcs, volailles) au lieu de se fier exclusivement à la cueillette, à la chasse et à la pêche. D’autres techniques se développent comme le tissage et la céramique (à partir de 7.000 av J-C.) Les outils sont en pierre taillée ou polie, en bois et en os.
Cette « révolution néolithique » commence en Palestine, où poussaient, à l’état sauvage, les premières céréales (blé, orge), aux environs de 10.000 av. J-C. Elle se répand de proche en proche et atteint l’Europe Occidentale vers 5.000 av. J-C. par deux voies principales : le long des côtes de la Méditerranée (civilisation cardiale) et par l’intérieur des terres (Grèce, Danube, Rhin, civilisation danubienne ou rubanée). Ces deux grands courants se rencontrent dans le bassin parisien. Chez nous, le mouvement principal, celui des Omaliens, se rattache à la civilisation danubienne.
D’autres foyers de sédentarisation existent dans le monde, liés à d’autres plantes sauvages : le millet puis le riz en Chine, le maïs ou les haricots en Amérique, le sorgho en Afrique.
Ce passage lent et progressif d’une vie de chasseurs-prédateurs à une vie d’agriculteurs-éleveurs est la révolution la plus fondamentale de l’Humanité après la découverte du feu. Certains caractères de ces sociétés agricoles se perpétueront jusqu’à la révolution industrielle des XIXe et XXe siècles. Des peuples vivent encore actuellement comme des chasseurs ou des agriculteurs néolithiques.
Les traces laissées par les hommes de cette « révolution néolithique » ne manquent pas mais sont difficiles à lire par les archéologues.
Les populations néolithiques évoluent lentement et réalisent d’autres progrès. Le plus important est l’usage des métaux, d’abord le cuivre (+/- 6.000 av. J.-C.), puis le bronze (+/- 3.300 av. J-C.), enfin le fer (2.800/2.500 av. J-C.). Comme l’agriculture et la céramique, ces nouveautés viennent du Proche-Orient par la plaine du Danube. Elles sont arrivées chez nous vers 2.800 av. J-C. (bronze). Les métaux sont surtout utilisés comme armes et comme bijoux ; les outils les plus courants restent encore longtemps en pierre, en bois et en os.