Este periodo significa «piedra media» y también se denomina Epipaleolítico. En el Mesolítico el clima se suaviza tras el final de la última glaciación. Comienza el Holoceno, periodo geológico actual, en el que aumenta la temperatura y la humedad del planeta. Esto favorece la expansión y los cambios en las especies animales y vegetales.

La adaptación de los grupos humanos de cazadores, recolectores, pescadores y mariscadores a las nuevas condiciones medioambientales consigue que se alcance un nivel muy elevado de desarrollo. Hay un gradual aumento demográfico y una economía más diversificada. La evolución conlleva nuevas tecnologías, así como nuevos ritos y creencias. Poco a poco se modifica la forma de vida.

Son sociedades que continúan siendo nómadas, aunque aparece el sedentarismo en los lugares con más recursos. Comienzan los indicios de domesticación de animales en especies como el perro. A través del Mediterráneo y de los Pirineos llegan poblaciones que propician los cambios y el desarrollo de una economía productiva.

Se produce un significativo progreso de la industria lítica, sobre todo por el uso de microlitos más complejos para útiles de corte y raspado, los cuales a veces se incrustan en madera y otros tipos de mango para obtener mejores herramientas. Las puntas de flecha son más pequeñas y afiladas. Seguramente además del utillaje lítico se fabricarían bastantes instrumentos en materiales perecederos como madera o cuero.

En esta etapa es cuando probablemente se desarrolla la pesca, mediante el uso de piedras muy ligeras y afiladas utilizadas como arpones. Se construyen las primeras embarcaciones, canoas sencillas realizadas mediante el vaciado de los troncos de árboles.

Aparece una importante nueva fase del arte rupestre. Destaca el arte rupestre levantino en la mitad oriental de la Península Ibérica, localizado habitualmente en abrigos rocosos. Las escenas representadas son más pequeñas pero también más animadas, que con frecuencia incluyen a figuras humanas. Muchas de estas estas pinturas contienen claras indicaciones del vestuario y las armas, especialmente arcos y flechas, además de actividades aparentemente comunitarias tales como la caza de animales y la danza.