Η προϊστορία της Μεσοποταμίας, που εκτείνεται από την Παλαιολιθική έως την έλευση της γραφής στην περιοχή της Εύφορης Ημισελήνου, περιλαμβάνει τους ποταμούς Τίγρη και Ευφράτη, τους πρόποδες του Ζάγκρου, τη νοτιοανατολική Ανατολία και τη βορειοδυτική Συρία.Αυτή η περίοδος δεν είναι καλά τεκμηριωμένη, ειδικά στη νότια Μεσοποταμία πριν από την 4η χιλιετία π.Χ., λόγω των γεωλογικών συνθηκών που θάβονται τα υπολείμματα κάτω από προσχώσεις ή βυθίζονται στον Περσικό Κόλπο.Στη Μέση Παλαιολιθική, κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες κατοικούσαν στα σπήλαια και τις υπαίθριες τοποθεσίες του Ζάγκρου, παράγοντας Μουστεριανά λιθικά εργαλεία.Σημειωτέον, τα ταφικά λείψανα του Shanidar Cave αποκαλύπτουν πρακτικές αλληλεγγύης και θεραπείας μέσα σε αυτές τις ομάδες.Η εποχή της Ανώτερης Παλαιολιθικής είδε τους σύγχρονους ανθρώπους στην περιοχή του Ζάγκρος, χρησιμοποιώντας εργαλεία από κόκαλα και κέρατα, που προσδιορίζονται ως μέρος του τοπικού πολιτισμού της Αουρινιάσιας, γνωστής ως «Μπαραντόστιαν».Η ύστερη επιπαλαιολιθική περίοδος, γύρω στο 17.000-12.000 π.Χ., χαρακτηρίζεται από τον πολιτισμό των Ζαρζιαίων και την εμφάνιση προσωρινών χωριών με κυκλικές κατασκευές.Η χρήση σταθερών αντικειμένων όπως μυλόπετρες και γουδοχέρια υποδηλώνει την αρχή της καθιστικής ζωής.Μεταξύ της 11ης και της 10ης χιλιετίας π.Χ., εμφανίστηκαν τα πρώτα χωριά καθιστών κυνηγών-τροφοσυλλεκτών στο βόρειο Ιράκ.Αυτοί οι οικισμοί παρουσίαζαν σπίτια χτισμένα γύρω από μια κεντρική «εστία», υποδηλώνοντας μια μορφή οικογενειακής ιδιοκτησίας.Έχουν βρεθεί στοιχεία διατήρησης του κρανίου και καλλιτεχνικές απεικονίσεις αρπακτικών πτηνών, που αναδεικνύουν πολιτιστικές πρακτικές αυτής της εποχής.