Når det kommer til forhistoriske tider, er Tre-Age Systemet mest brugt. Et metodisk koncept, Tre-Age System, blev udviklet i det 19. århundrede af Christian Jürgensen Thomsen, en dansk antikvar. Ifølge trealdersystemet er forhistoriske perioder opdelt i tre som stenalder, bronzealder og jernalder. Men i lyset af nye fund er systemet blevet revideret, og de nuværende termer er opstået: Paleolitikum, Mesolithic, Neolithic, Chalcolithic, Bronzealder og Jernalder. Den mest almindelige fejl er dog at antage, at arkæologiske perioder overalt starter og slutter på samme tid. Det er normalt den industrielle og socioøkonomiske udvikling i samfundene, der bestemmer start- og slutdatoerne for perioderne. Derfor startede og sluttede arkæologiske perioder, især post-paleolitiske perioder, på forskellige tidspunkter i forskellige regioner. Af denne grund er tidsperioderne, der svarer til perioderne, ikke angivet under en enkelt overskrift, men vurderes efter forskellige geografiske regioner i afsnittet.
Palæolitikum
Den arkæologiske periode, der startede for omkring 3,3 millioner år siden og sluttede for 12 tusinde år siden, kaldes palæolitikum. Det overlapper næsten med Pleistocæn, en geologisk epoke. Det er fremkomsten af de første stenredskaber, der startede den palæolitiske periode. Letbearbejdelige sten, knogler, horn, bløddyrsskaller og trægrene er de mest almindeligt anvendte materialer til fremstilling af palæolitiske værktøjer. Under palæolitikum var jæger-samlerkultur og nomadisme dominerende.
Den er opdelt i tre som nedre, mellemste og øvre:
Nedre palæolitikum
Det er den første og længste delperiode af palæolitikum. Det startede for 3,3 millioner år siden og sluttede for omkring 300 tusind år siden. Slægten Homo opstod i denne periode. Det tidligste bevis på, at hominider kunne kontrollere ild, dateres til midten af den nedre palæolitikum. Ifølge nogle antropologer gik kødædende Homo-arter fra en ådselæder til et jæger-samlerliv i den tidlige nedre palæolitikum.
Mellem palæolitikum
Det er den anden delperiode af palæolitikum. Det startede for 300 tusind år siden og sluttede for omkring 50 tusind år siden. Moderne mennesker begyndte at migrere fra Afrika fra midten af den mellemste palæolitikum. Det menes, at kompetencer som brug af symboler, abstrakt tænkning, kunstneriske udtryk og de første religiøse ritualer opstod i denne periode, men der er endnu ikke opnået konsensus om dette spørgsmål. Brugen af ild blev udbredt i mellempaleolitikum. Jægerindsamlingen fortsatte, men fisk og skaldyr indgik også i den daglige kost.
Øvre palæolitikum
Det er den sidste delperiode af palæolitikum. Det startede for 50.000 år siden og sluttede for omkring 12 tusinde år siden med slutningen af den sidste istid. Spredningen af moderne mennesker til Syd- og Centraleuropa fandt sted i denne periode. Neandertalere forsvandt i den første fjerdedel af den øvre palæolitikum. På grund af den sidste istid menes havniveauet at have været mindst 100 meter lavere end i dag. Det betyder, at i slutningen af den øvre palæolitikum er kystbebyggelser nu under vand.
Mesolitikum
Det er en overgangsperiode mellem palæolitikum og yngre stenalder. Den præ-landbrugsmæssige periode mellem slutningen af det sidste istidsmaksimum og den neolitiske revolution kaldes mesolitikum. Det anses for at have startet omkring 14.000 f.Kr. i dele af Sydasien og det nære Østen, omkring 12.000 f.Kr. i Sydøsteuropa og omkring 10.000 f.Kr. i Nordeuropa. Mesolitikum, som sluttede omkring 10.000 f.Kr. omkring Levanten og den frugtbare Halvmåne, varede indtil 3000 f.Kr. i dele af Europa og Indre Asien. Den vigtigste faktor, der forsinkede realiseringen af landbrugsrevolutionen i Nordeuropa, var de rige føderessourcer i sumpene og søerne, som blev skabt på grund af det opvarmende klima.
Neolitikum
Perioden mellem mesolitikum og kalkolitikum kaldes yngre stenalder. Det er præget af landbrugsrevolutionen og overgangen til et fast liv. Mange plante- og dyrearter blev tæmmet i yngre stenalder. Det begyndte omkring Levanten og den frugtbare halvmåne omkring 10.000 f.Kr., i Sydøsteuropa omkring 6000 f.Kr., i Vesteuropa omkring 4000 f.Kr., og i dele af Nordeuropa og Centralasien omkring 3000 f.Kr. Neolitiske samfund levede generelt ind i stammer bestående af mange undergrupper. Ejerskabet af landbrugsjord og husdyr har ført til en stigning i sociale uligheder over tid. Ifølge nogle forskere opstod begreber som socialt hierarki og arv i denne periode.
Kalkolitisk
Det er perioden mellem yngre stenalder og bronzealder. Det er også kendt som kobberalderen. Sammen med stenredskaber blev kobberværktøj en del af dagligdagen i denne periode. Det startede i Det Nære Østen og Sydøsteuropa omkring 5000 f.Kr. og sluttede omkring 3000 f.Kr. Befolkningen og antallet af bosættelser begyndte at stige hurtigt fra begyndelsen af den kalkolitiske periode. I slutningen af kalkolitikum opstod de første kendte civilisationer i det nære østen, såsom sumererne, og inter-civilisatorisk mineralhandel begyndte.
Bronzealder
Det er perioden mellem kalkolitikum og jernalder. Bronzeværktøj fremstillet ved at smelte kobber og tin blev udbredt i denne periode. Skriften blev opfundet i bronzealderen. Det begyndte i det nære østen, det sydlige Europa, Balkan og dele af det sydlige Asien omkring 3300-3000 f.Kr. og sluttede omkring 1200-700 f.Kr. Den assyriske handelskolonialder og den gamle hettitiske alder falder sammen med midten af bronzealderen. I slutningen af perioden fandt kulturelle og socioøkonomiske sammenbrud, kaldet bronzealderens sammenbrud sted.
Jernalder
Det er den sidste af de forhistoriske perioder. Efter jernalderen begynder oldtidshistorien. Det mest karakteristiske træk ved denne periode er jernets fremtrædende plads i fremstillingen af værktøj og våben. Det begyndte i Det Nære Østen, Sydeuropa, Balkan og dele af Sydasien mellem 1200-1000 f.Kr. og sluttede omkring 700-200 f.Kr. På grund af bronzealderens kollaps, der fandt sted i slutningen af bronzealderen, havde handelen tendens til at trække sig sammen i den tidlige jernalder. Brugen af alfabetiske bogstaver blev almindelig i jernalderen.