Des sites archéologiques ont livré des ossements d’hominidés datés par archéomagnétisme de 2 millions d’années. Les chercheurs y ont vu la présence d’Homo habilis et d’Homo erectus (appelé auparavant Atlanthrope) et d'Acheuléen au début du Paléolithique à Mostaganem (site Errayah)[52], à Tighennif[53],[54], à Tabelbala-Tachenghit[55], à N'Gaous[56]. Le site de Aïn El Ahnech (« la source du serpent ») à El Eulma dans la Wilaya de Sétif a livré des industries très anciennes[57].
Au Paléolithique moyen, les industries lithiques atériennes sont caractérisées par la présence de pièces à pédoncule. L'évolution des formes humaines depuis l’Homo erectus a abouti à l'apparition de l'Homo sapiens de type archaïque, ancêtre de la forme humaine actuelle.
Le Paléolithique se termine avec l'Ibéromaurusien, connu en particulier à la suite des fouilles menées dans la grotte d'Afalou, en Kabylie, qui ont révélé l'existence à cette période (il y a 20 000 ans à 10 000 ans environ) d'un art mobilier (petites statuettes zoomorphes) et d'enterrement.
Les derniers chasseurs-cueilleurs sont représentés dans le Nord-Est de l'Algérie par les Capsiens, attestés jusqu'à il y a 8 000 ans. Les modalités de passage à l'économie de production (et donc au Néolithique) sont très mal connues dans le Nord.
Dans le Sud, au Sahara, le Néolithique est une période florissante en raison d'un climat globalement plus humide que l'actuel et donc d'une flore et d'une faune beaucoup plus riches. Les êtres humains de cette période ont gravé et peint les parois de leurs abris. La chronologie exacte de cet art est très discutée et notamment la date de son apparition (il n'existe pas de moyen de le dater directement). Certains chercheurs pensent qu'il est apparu dès la fin du Pléniglaciaire, au Paléolithique, tandis que d'autres ne le pensent pas antérieur au Néolithique.
Les Aurès comprennent plusieurs sites datant de l'ère préhistorique à la période protohistorique[58]. Plusieurs recherches anthropologiques ont été entreprises dans les régions des Aurès [59], puisque de nombreuses grottes troglodytes étaient habitées par des Hommes à Maafa, Takarbourst dans les Aurès[60] et Ghoufi[61].