vignette|Galet taillé, province de Valladolid, Espagne.
La Préhistoire de la péninsule Ibérique commence avec les premières traces laissées par des humains, il y a environ , et s'achève avec les guerres puniques, entre Rome et Carthage, quand le territoire entre dans le domaine de l'histoire écrite. La péninsule Ibérique a livré des vestiges majeurs de la préhistoire européenne. L'Homme de Néandertal est identifié à la Sima de los Huesos, à Atapuerca, par des fossiles datés de , les plus anciens connus . Néandertal livre ses derniers vestiges fossiles et lithiques au moment où Homo sapiens commence à investir la péninsule, il y a environ .
Le Paléolithique supérieur ibérique se signale par son art pariétal exceptionnel. Pendant le dernier maximum glaciaire, il y a environ , la péninsule Ibérique servit de refuge aux Homo sapiens chassés d'Europe du Nord par la glaciation. Ils purent se redéployer vers le Nord à la fin du Pléistocène supérieur, lors du réchauffement climatique qui mena à l'Holocène.
L'agriculture est présente dès le en Andalousie, apportée par les descendants d'agriculteurs venus d'Anatolie.
À partir de , la péninsule Ibérique connait une importante vague migratoire de populations issues d'Europe du Nord et d'Europe centrale portant une ascendance génétique venant de la steppe pontique, qui remplacent une grande partie des hommes qui vivaient dans la région.
Paléolithique inférieur vignette|droite|redresse|Sites d'art paléolithique. vignette|redresse|Principaux sites néandertaliens en Europe.
La péninsule Ibérique abrite de nombreux sites préhistoriques majeurs. Les découvertes archéologiques montrent une occupation humaine au Paléolithique inférieur, à partir de (sites d'Orce, Pinedo, Aridos, Torralba, Ambrona, Atapuerca).
Les sites les mieux conservés sont situés dans la sierra d'Atapuerca, qui présente de nombreuses grottes calcaires ayant enregistré près d'un million d'années de l'histoire de l'évolution humaine.
La Sima del Elefante, à Atapuerca, près de Burgos, livre un fragment de mandibule humaine vieux d'environ 1,25 million d'années. Il n'est pas attribué à une espèce précise.
La Gran Dolina livre en 1994 de nombreux ossements humains fossiles datés d'environ , correspondant à six individus. Les archéologues ont également découvert à Gran Dolina des preuves d'utilisation d'outils pour dépecer des animaux et d'autres humains, ce qui constitue un indice de cannibalisme ou de pratique funéraire. La plus ancienne espèce humaine connue en Europe, Homo antecessor, est décrite à partir des fossiles découverts à Gran Dolina.
Dans la Sierra d'Atapuerca se trouve le site le plus riche au monde du Chibanien (Pléistocène moyen) : la Sima de los Huesos, ou « aven des ossements », où 28 individus datés de ont été découverts depuis la mise au jour du site en 1976. Plusieurs indices suggèrent que cette accumulation d'ossements n'est pas le résultat d'un accident, et qu'il s'agirait du plus ancien témoignage d'un comportement funéraire chez l'Homme. L'extraordinaire état de conservation des ossements a permis de déduire de nombreuses autres informations sur la morphologie de ces individus et même d'en extraire de l'ADN. Ces fossiles ont été attribués en 2016 par analyse génétique à l'Homme de Néandertal. L'industrie lithique de la Sima de los Huesos appartient à l'Acheuléen.
Durant le dernier maximum glaciaire, la péninsule Ibérique sert de refuge aux populations de chasseurs-cueilleurs européens, puis de source potentielle pour le repeuplement du continent pendant le réchauffement qui suit.
Paléolithique moyen
Des vestiges de l'Homme de Néandertal et du Moustérien ont été découverts dans de nombreux sites de la péninsule Ibérique.
Paléolithique supérieur Néandertal
Au Moustérien du Paléolithique moyen succède le Châtelperronien vers avant le présent (AP). Des industries apparentées au Moustérien perdurent néanmoins dans le Sud de la péninsule Ibérique jusqu'à environ AP, avant l'extinction de l'Homme de Néandertal. La culture châtelperronienne, habituellement associée à l'Homme de Néandertal, est présente en Espagne dans la région franco-cantabrique et en Catalogne.
Un crâne d'Homme de Néandertal a été découvert en 1848 sur le site de la carrière de Forbes, à Gibraltar, mais ne fut pas reconnu comme tel à l'époque. D'autres découvertes, dont le crâne d'un enfant de 4 ans, ont ultérieurement été faites à Gibraltar.
À Zafarraya, une mandibule d'Homme de Néandertal a été découverte par Jean-Jacques Hublin dans une grotte en 1995. Cette mandibule date de ans avant le présent, ce qui la place parmi les restes de Néandertaliens les plus récents Hublin J.J., Barroso Ruiz C., Medina Lara P., Fontugne M., Reyss J.-L., (1995), « The Mousterian site of Zafarraya (Andalucia, Spain): dating and implications on the palaeolithic peopling processes of Western Europe », C. R. Acad. Sc. Paris. 321 (IIa): 931-937 Hublin J.-J et E.Trinkaus, (1998) « The Mousterian human remains from Zafarraya (Andalucia, Spain) », American Journal of Physical Anthropology suppl 26 : 122-123. À proximité de la mandibule, une industrie lithique moustérienne datée de ans avant le présent a été mise au jour. Ces découvertes ont permis de démontrer que les Néandertaliens et les humains anatomiquement modernes avaient été présents contemporainement en Europe durant une période relativement longue.
La grotte de l'Arbreda en Catalogne a livré des industries de l'Aurignacien ainsi que des traces plus anciennes d'Hommes de Néandertal. Certains auteurs ont suggéré que la présence de vestiges relativement tardifs d'Hommes de Néandertal dans la zone ibérique indiquait que ceux-ci avaient été repoussés d'Europe par Homo sapiens vers la péninsule où ils auraient trouvé refuge.
Aurignacien vignette|redresse|Grotte d'El Castillo, pièce principale.
La péninsule ibérique occupe une place particulière dans le problème de la dispersion humaine moderne (Homo sapiens) depuis la publication des dates inattendues de la première apparition du Paléolithique supérieur à El Castillo, à l'Arbreda et à Abri Romaní dans le nord de l'Espagne. La datation ultérieure de ces sites et d'autres sites a établi l'arrivée des Aurignaciens dans la région entre 43 300 et 40 500 avant le présent. Ces dates confirment une dispersion humaine moderne rapide et permettent un chevauchement temporel d'environ 1 000 ans avec les Néandertaliens dans le nord de l'Espagne, et plus longtemps dans le sud de la péninsule ibérique Jonathan A. Haws, The early Aurignacian dispersal of modern humans into westernmost Eurasia, PNAS, 13 octobre 2020 117 (41) 25414-25422; doi.org/10.1073/pnas.2016062117.
La culture aurignacienne, attribuée à Homo sapiens, est découpée comme suit F. Jordá Cerdá et al, Historia de España I: Prehistoria, 1986. : Aurignacien archaïque : dont il y a des traces en Catalogne et en Cantabrie (grottes Morín et El Pendo), où il alterne avec des vestiges châtelperroniens. Les datations par le carbone 14 situent l'occupation de la grotte Morín à une période relativement tardive dans le contexte européen : avant le présent. En revanche, les dates d'occupation de la grotte d'El Pendo (elles sont antérieures aux couches châtelperroniennes) doivent être plus anciennes. Aurignacien ancien : qu'on retrouve en Cantabrie (Morín, El Pendo, au Pays basque (Santimamiñe) et en Catalogne. Les datations au radiocarbone donnent une période comprise en AP et AP. Aurignacien évolué : en Cantabrie (Morin, El Pendo, El Otero, Hornos de la Peña), dans les Asturies (El Cierro, El Conde) et en Catalogne. Aurignacien final : en Cantabrie toujours (El Pendo) après l'intermède gravettien.
Dans la zone méditerranéenne (au sud de l'Èbre), des vestiges aurignaciens ont été retrouvés de façon éparse dans la province de Valence (Les Mallaetes) et en Murcie (Las Pereneras), ainsi qu'en Andalousie (Higuerón) et jusqu'à Gibraltar (grotte de Gorham). Les datations par le carbone 14 disponibles pour ces sites donnent une période comprise entre AP (Les Mallaetes) et AP (Grotte de Gorham).
Gravettien vignette|gauche|redresse|Gravures dans la Vallée de Côa.
La culture gravettienne suit le même schéma de diffusion que la culture aurignacienne, mais reste assez peu abondante dans le Nord de la péninsule (Cantabrie) alors qu'elle est plus présente dans le Sud. Dans la zone franco-cantabrique, tous les vestiges gravettiens appartiennent à une période tardive (évoluée) et sont toujours mélangés à des vestiges de technologie aurignacienne. Les principaux sites se trouvent au Pays basque (Lezetxiki, Bolinkoba), en Cantabrie (Morín, El Pendo, El Castillo) et dans les Asturies (Cueto de la Mina).
Cette période est subdivisée en deux phases caractérisées par la quantité présente d'éléments du Gravettien : la phase A (datation par le carbone 14 à avant le présent). La phase B couvre les dates ultérieures.
Le Gravettien de Cantabrie suit une évolution parallèle à celui de la séquence française. Le Gravettien cantabrique disparaît de la séquence archéologique où il est finalement remplacé par une renaissance aurignacienne (grotte du Pendu). Cette culture est considérée comme intrusive en Cantabrie par rapport à son expansion en zone méditerranéenne où elle est probablement liée à une migration.
Dans la région méditerranéenne, la culture gravettienne fait également son apparition tardivement. Néanmoins, le Sud-Est regroupe un nombre important de sites datant de cette période, en particulier dans la région de Valence (Les Mallaetes, Parpaló, Barranc Blanc, Meravelles, Coba del Sol, Ratlla del Musol, Beneito). également en Murcie (Palomas, Palomarico, Morote) et en Andalousie (Los Borceguillos, Zájara II, Serrón, grotte de Gorham).
Les premières traces d'une migration humaine vers l'intérieur et l'ouest de la péninsule ne se retrouvent que pour cette culture avec quelques éléments gravettiens trouvés dans la vallée de Manzanares (Madrid et la grotte de Salemas (Alemtejo, Portugal).
Solutréen vignette|redresse|Bison, grotte d'Altamira.
La culture solutréenne est connue en France dans l'abri de Laugerie-Haute (Dordogne) et aux Mallaetes (Province de Valence) avec des datations radiocarbone établies respectivement à et avant le présent.
Dans la péninsule Ibérique, le Solutréen peut-être divisé en trois périodes : Solutréen initial Solutréen vrai ou Solutréen moyen, daté pour ses couches inférieures à AP Une couche stérile présentant des signes de froid intense correspondant au dernier maximum glaciaire Haut-solutréen ou solutréen évolué, dont les strates présentent des outils et aiguilles fabriqués à partir d'os.
Ces deux grottes sont entourées de nombreux autres sites (Barranc Blanc, Meravelles, Rates Penaes) qui ne montrent qu'une faible influence de la culture solutréenne et la persistance forte d'éléments gravettiens, montrant une convergence baptisée « gravetto-solutréen ».
Il existe des éléments solutréens dans les régions de Murcie, en Andalousie méditerranéenne et à l'embouchure du Tage (Portugal). Dans le cas du Portugal contemporain, il n'existe aucune trace de convergence avec le Gravettien. Les faciès cantabriques montrent deux tendances marquées entre les Asturies et la zone regroupant la Cantabrie et le Pays basque. Les découvertes les plus anciennes sont toutes regroupées dans les Asturies et sans phase initiale, débutant directement avec du Solutréen évolué à Las Caldas et d'autres sites voisins viennent ensuite des éléments solutréens évolués avec de nombreux éléments typiques de la zone. Les datations par le carbone 14 donne des résultats variant entre et BP.