Доисторический период стран, занимающих большую часть пустыни Сахара: Марокко, Западная Сахара, Алжир, Тунис, Ливия, а также Канарских островов, охватывает период с появления первых гоминид и до раннеписьменных источников. Доисторический период Египта рассмотрен в статье Доисторический Египет, стран сахельской зоны (в том числе Судана) — в статьях об истории соответствующих стран.
В ходе раскопок на территории Сахары в Айн-эль-Ханех (Ain el Hanech) близ алжирского города Саида были обнаружены свидетельства присутствия человека, связанные с олдувайской индустрией, датируемые возрастом ок. 1,8 млн лет назад[1].
Ранний (нижний) и средний палеолит на территории Европы, Азии и Африки были во многом сходными, прежде всего характерными орудиями ашельского типа (ручными топорами, которые распространены во всей Северной Африке, и в частности, в Сахаре).
В 1954—1955 годах близ Тернифина в районе Орана (Алжир) были найдены три нижних челюсти и теменная кость атлантропа (700 тыс. лет). Позднее в ходе раскопок были обнаружены следы и более раннего присутствия человека, связанные с олдувайской индустрией и датируемые около 1,8 млн лет назад[1].
Позднее неандертальцы стали создавать орудия леваллуазского и мустьерского типов, которые встречаются также в Леванте и в Европе.
Верхний палеолит: первые признаки этого периода стали зарождаться уже в конце среднего палеолита. Около 110 тыс. лет назад в Европе началась сухая и холодная климатическая стадия (Вюрмское оледенение), которое в период 66—13,5 тыс. лет назад перемежалось несколькими более тёплыми и влажными периодами, в частности, потеплениями 47—37 тыс. лет назад и 28—23 тыс. лет назад (см. мустьерский плювиал), тогда как в период 23—13,5 тыс. лет назад наблюдалось сильное похолодание.