Paleolitik (grč. παλαιός: star i λιϑοσ: kamen), starije kameno doba, tj. razdoblje najstarijih kultura kamenoga doba, koje u geološkom smislu obuhvaća čitav pleistocen i traje do početka kvartara (3–2 mil. do 10000 god. pr. Kr.). To je razdoblje nastajanja i uspona čovjeka od primata do Homo sapiensa, a prema stupnjevima kult. razvoja dijeli se na stariji (donji), srednji i mlađi (gornji). U paleolitiku se rabilo grubo obrađeno kameno oruđe i oružje (ručni klin i kamene okresine).

To je razdoblje bez proizvodnje hrane, a čovjek se u primitivnim društv. skupinama bavi skupljačkom privredom i lovom. Ovladao je vatrom i organizirao prve oblike zajedničkoga prebivališta te razvio društv. ponašanje. Istraživanje paleolitika započelo je relativno kasno. U Istri je, nakon rada nekolicine zanesenjaka i amatera u drugoj pol. XIX. st. tiskan pionirski rad Karla Mosera Der Karst und seine Höhlen (1899). Njemu se manjim člancima pridružio Carlo Marchesetti, a pravo istraživanje započelo je tek nakon II. svj. rata, kada je Mirko Malez počeo obilaziti speleološke objekte Ćićarije i Učke. Tijekom višegodišnjega rada istražio je mnogobrojne pećine. Od 1995. istraživanje paleolitika u punome je zamahu, zahvaljujući međunar. ekipi pod vodstvom Prestona T. Miracla s Arheološkog odsjeka Sveučilišta u Cambridgeu. God. 1961. miniranjem u kamenolomu Šandalja u južnoj Istri, na zap. rubu Valturskoga polja otkriveno je više kraških šupljina s nalazištem koje pripada najstarijemu paleolitiku. U Istri do danas još nisu zabilježeni nalazi sr. paleolitika, kada se ostali, pretežito sjev. dio hrv. područja, ravnopravno uključuje u prapov. zbivanja Europe. Najvažnija su nalazišta mlađega paleolitika: Šandalja II, Romualdova pećina i Vergottinova pećina. Šandalja II otkrivena je 1962., a istražena tijekom 1971. i 1973. U pećinskim slojevima pronađeno je mnoštvo kostiju životinja hladnodobne faune. Šandalja II leži unutar područja rasprostiranja paleomediteranskih hominida s izrazitim kromanjonskim oznakama. Vergottinova pećina kraj Poreča ima oblik jednostavna hodnika duga 45 m. U kvartarnim naslagama iskopane sonde otkriveni su ostatci životinja i skeletni dijelovi čovjeka iz skupine Homo sapiens fossilis. Gornji paleolitik je dosad najbolje poznat iz Pupićine peći, gdje je pronađeno oruđe i otpatci hrane, nataloženi potkraj posljednjega ledenoga doba.