Le mégalithisme en Sardaigne apparaît à la fin du et la Sardaigne possède un très riche patrimoine mégalithique constitué, notamment, par l'un des plus importants groupes de dolmens du bassin méditerranéen et de nombreux menhirs et statues-menhirs.
Monuments mégalithiques Il est à noter que dans la littérature archéologique sarde, certains auteurs tendent souvent à englober indistinctement sous le même vocable de « mégalithisme », l'ensemble des monuments préhistoriques communément qualifiés de mégalithiques (tombes circulaires, dolmens, menhirs, ...) et diverses structures, principalement de l'époque protohistorique, construites selon la technique « cyclopéenne » et notamment les nuraghes, dont le caractère parfois monumental et surtout le nombre caractérisent le paysage sarde.
Cercles mégalithiques Les cercles mégalithiques sont les premiers monuments mégalithiques apparus en Sardaigne. Il s'agit principalement de structures funéraires, dites « tombes circulaires » (comme en témoignent la présence fréquente de cistes lithiques et la découverte de divers éléments squelettiques), mais peut-être aussi, dans certains cas, d'édifices liée au culte. Les tombes circulaires sont des cistes de petite et moyenne taille entourées de cercles de pierres, présentes dans la partie nord-est du territoire sarde de la Gallura. Une cinquantaine de sites à tombes circulaires ont été recensés, pour la plupart situés dans la région d'Arzachena et dans une moindre mesure à Luogosanto et à Olbia, les sites les plus emblématiques étant ceux de Li Muri, La Serra, Macciunitta, Monte Incappiddatu, Punta Candela, Li Muracci et San Pantaleo.
Les cercles de Gallura sont traditionnellement datés du Néolithique récent et attribué, par certains chercheurs, à une faciès culturel spécifique appelée « culture des cercles » ou culture d'Arzachena mais des recherches plus récentes sur les petites structures galluraises semblent situer leur apparition, dès la fin du Néolithique moyen et au début du Néolithique récent , serait probablement liée à la culture de San Ciriaco.
Dolmens Avec au moins 240 dolmens, la Sardaigne est la plus grande concentration de dolmens du bassin méditerranéen mais au moins une trentaine d'entre eux ont été détruits, y compris à une époque relativement récente, tandis qu'un grand nombre se trouvent en mauvais état de conservation. La plupart des monuments sont situés dans le centre-nord de la Sardaigne sur la côte (région de Dorgali notamment) mais surtout dans les régions intérieures correspondant à des plateaux ou des zones vallonnées liés à une économie pastorale. De nombreux dolmens ont été édifiés à proximité immédiate de chemins naturels et sont très visibles dans le territoire environnant. Les dolmens sardes sont généralement isolés et seuls quelques-uns sont regroupés en petites nécropoles (Matta Larentu à Suni).
Architecture Les dolmens sardes sont généralement de petites constructions avec une architecture simple, sauf celui de Sa Covéccada. La chambre est rectangulaire, peu allongée, délimitée la plupart du temps par uniquement trois orthostates et ouverte sur le quatrième côté. Comme en Corse, plusieurs dolmens se caractérisent par une architecture assez grossière : ils ont été construits avec des dalles de pierre à peine retravaillées et un nombre variable d'orthostates délimitant une chambre de forme polygonale (dolmen de Matorra). Quelques dolmens sont fermés par une dalle en forme de hublot, ou une dalle comportant une petite ouverture à la base (Sa Covéccada). L'ensemble est recouvert d'une unique mais imposante table de couverture.
Aucun monument n'a été découvert inclus dans un tumulus ou un cairn mais une cinquantaine d'entre eux sont entourés d'une enceinte constituée de pierres plantées, d'un diamètre de qui pourrait correspondre aux vestiges du cercle périphérique qui en délimitait le périmètre. Dans une quinzaine de cas, l'existence d'un corridor prolongeant l'entrée du dolmen vers la bordure de ce cercle extérieur laisse supposer que cet aménagement était destiné à traverser un tumulus désormais disparu.
La typologie des dolmens est ainsi similaire à celle observée dans le Sud de la France et on peut les classer en cinq catégories principales : des dolmens simples, des dolmens « à couloir », des dolmens « à entrée latérale », ceux de type « mixte » et des allées couvertes que l'on appelle aussi « tombes à poliandro ». La Sardaigne est d’ailleurs la seule île de Méditerranée à abriter des allées couvertes . Une cinquantaine de monuments de ce type ont été recensés dans toutes les régions de l'île mais avec une concentration dans les plaines du centre et du nord de l'île. Il s'agit de longues allées étroites, bordées d'orthostates, incluses dans des tumulus de pierres et de terre. On observe aussi des allées avec les côtés latéraux constitués de murets en pierres sèches. Il pourrait s'agir d'une variante plus récente puisqu'y furent découvertes des inhumations rattachées aux périodes nuraghique et historique (Era'e Muros à Ossi, San Giuliano à Alghero). Certaines sont couvertes de dalles transversales, d'autres sont sans couverture. Certaines allées couvertes ont été transformées en tombe des géants par l'ajout d'une façade monumentale, comme à Li Lolghi.
Orientation Sur les 118 monuments dont l'entrée a été conservée et dont l'orientation peut être déterminée, la grande majorité est orientée à l'est/sud-est avec une nette prédominance au sud-est. Les dolmens et les allées couvertes sarde correspondent donc à l'orientation classique des monuments dolméniques des côtes atlantiques et de certains départements du centre-sud de la France, de la plupart des dolmens de Corse, de ceux de Catalogne et des Pouilles mais ils diffèrent de ceux de la France méditerranéenne, qui sont pour la plupart orientés vers le sud-ouest et l'ouest.
Ornementation Certains dolmens comportent des gravures, principalement sur la surface supérieure de la dalle de couverture, comme par exemple dans le monument de Serrese-Sindia, ce qui laisse supposer que cette face devait demeurer à ciel ouvert et être visible. La table de couverture est d'ailleurs la seule dalle du monument qui soit toujours travaillée. Il n'existe pas de comparaisons précises avec d'autres exemples d'art mégalithique en Europe occidentale, mais seulement des similitudes très générales avec des motifs en « U », des lignes croisées et des cupules. Une vingtaine de dolmens comportent une caractéristique appelée « coupe intentionnelle », c'est-à-dire une coupe verticale, à angle droit ou obtus, clairement artificielle, réalisée dans l'épaisseur de la table de couverture, le long du bord. Le caractère intentionnel est particulièrement attesté lorsque la « coupe » a été soigneusement travaillée et polie. De rares exemples similaires sont connus en dehors de la Sardaigne (Pouilles, Corse). La signification exacte de cette « coupe » demure inconnue, elle pourrait d'ailleurs résulter d'un usage purement fonctionnel durant la phase de construction du monument (par exemple pour attacher la dalle durant son transport, ou pour la poser sur les orthostates).
Datation Toutes les tombes ont été réutilisées ultérieurement ce qui complique leur datation. En l'absence de datations au radiocarbone, ce sont les comparaisons typologiques avec des monuments dolméniques similaires de diverses régions extra-insulaires et l'étude du mobilier archéologique découvert lors de quelques rares fouilles stratigraphiques qui permettent de fournir quelques éléments chronologiques et culturels. Les dolmens de Sardaigne sont ainsi datés au plus tôt du durant le Campaniforme (culture d'Ozieri) mais beaucoup de monuments ont été réutilisés au Bronze ancien (cultures Filigosa et Monte Claro).
D'une manière plus générale, les dolmens sardes présentent des similitudes évidentes (architecture, orientation) avec les dolmens de régions proches (Corse, Pouilles, Catalogne) mais aussi de régions plus éloignées (Midi et région pyrénéenne française). À ces similitudes structurelles s'ajoute un environnement géographique similaire, ces constructions sont préférentiellement érigées sur des plateaux, caractérisé par une économie purement pastorale. Ces similitudes laissent supposer l'existence de contacts entre la Sardaigne et l'horizon mégalithique méditerranéen au cours des phases récentes et finales du Néolithique et du Chalcolithique.
Interprétation Les dolmens sardes sont souvent considérés comme une étape intermédiaire entre les domus de janas, dont certaines sont précédées d'un court couloir dolménique, et les tombes de géants mais le rapport entre l'hypogéisme des domus de janas et le mégalithisme reste encore mal défini : les deux phénomènes semblent évoluer en parallèle durant la période Ozieri. Les dolmens sont toutefois nettement moins répandus que les domus de janas, mais leur nature de tombes individuelles ou limitées à quelques sépultures, et surtout leur caractère de monuments visibles de l'extérieur qui, malgré leur relative modestie, marquent le territoire et en affichent la possession, pourrait indiquer un début d’inégalités sociales. Étant donné que les dolmens sardes n’étaient presque certainement pas recouverts d'un tumulus, qu'ils sont généralement construits avec de grandes dalles brutes ou à peine dégrossies (à l’exception du cas de Sa Coveccada) et qu'ils sont particulièrement pauvres en matière de décorations symboliques en comparaison des domus de janas, la monumentalité funéraire semble toutefois surtout résider dans les hypogées. Les dolmens sardes pourraient être des tombes à comparer avec les petites domus de janas mono ou bi-cellulaires. Le choix entre l’un ou l’autre type de construction funéraire pourrait ainsi ne pas êtres lié à des croyances religieuses différentes, mais dépendre de facteurs contingents, dans un contexte de faible disponibilité en ressources.
Tombes des géants Il est admis que l'architecture des tombes des géants, qui apparaissent durant la période nuragique, est directement inspirée de celle des constructions mégalithiques funéraires qui les ont précédées, dolmens et allées couvertes. 802 tombes des géants ont été recensées dans toute la Sardaigne, mais avec une forte concentration dans les parties centrale et occidentale de l'île, à proximité, au plus quelques centaines de mètres, d'un habitat nuragique.
Menhirs 740 menhirs, connus localement sous le nom de perdas fittas, ont été recensés en Sardaigne, tous n'ayant pas été conservés dans leur intégralité à ce jour.
Répartition géographique En Sardaigne, les menhirs sont répartis sur presque tout le territoire de l'île, des zones côtières aux massifs centraux, avec une concentration particulière dans le sud-est de la Sardaigne et le long du secteur nord, entre les reliefs du Monte Acuto et plus au sud, dans le Gerrei. A contrario, la partie nord-nord-est de l'île (Gallura), la Nurra, les districts territoriaux de l'Oristanese, une partie de la plaine du Campidano, au sud de Nuoro et les territoires de la région de Cagliari semblent dépourvus de menhirs. Ces absences pourraient toutefois correspondre à des destructions résultant des travaux agricoles et d'assainissement des terres, qui ont eu lieu au début du , et qui ont principalement concerné les régions de la Nurra et du Campidano.
Les menhirs sont le plus souvent isolés ou associés avec des sites funéraires (coffres, dolmens, tombes de géants, hypogées) ou des sites d'habitation. Il peuvent aussi être concentrés dans des regroupements ou alignements comme ceux que l'on peut observer dans les provinces de Cagliari et de Nuoro (60 menhirs à Pranu Muttedu, 150 à Biru e Concas). Dans le cas des menhirs situés à côté d'une tombe de géants, c'est la tombe qui a été construite à proximité des menhirs, et non l'inverse, car les menhirs ont alors été réutilisés comme éléments de construction. Des cas de réutilisation ont également été observés dans certains nuraghes.