Prasejarah Mesopotamia, mulai dari Paleolitik hingga munculnya tulisan di wilayah Bulan Sabit Subur, meliputi sungai Tigris dan Efrat, kaki bukit Zagros, Anatolia tenggara, dan Suriah barat laut.Periode ini tidak terdokumentasi dengan baik, terutama di Mesopotamia selatan sebelum milenium ke-4 SM, karena kondisi geologi yang mengubur sisa-sisa di bawah alluvium atau menenggelamkannya di Teluk Persia.Pada Paleolitik Tengah, pemburu-pengumpul menghuni gua-gua Zagros dan situs-situs terbuka, memproduksi peralatan-peralatan litik Mousterian.Khususnya, sisa-sisa pemakaman di Gua Shanidar mengungkapkan praktik solidaritas dan penyembuhan dalam kelompok-kelompok ini.Era Paleolitik Atas menyaksikan manusia modern di wilayah Zagros, menggunakan perkakas tulang dan tanduk, yang diidentifikasi sebagai bagian dari budaya Aurignacian lokal, yang dikenal sebagai "Baradostian".Periode Epipaleolitik akhir, sekitar 17.000-12.000 SM, ditandai dengan kebudayaan Zarzian dan munculnya desa-desa sementara dengan struktur melingkar.Penggunaan benda-benda tetap seperti batu giling dan alu menandakan dimulainya sedentarisasi.Antara milenium ke-11 dan ke-10 SM, desa-desa pertama yang dihuni oleh para pemburu-pengumpul menetap muncul di Irak utara.Permukiman ini menampilkan rumah-rumah yang dibangun di sekitar "perapian" pusat, yang menunjukkan suatu bentuk properti keluarga.Bukti pelestarian tengkorak dan penggambaran artistik burung pemangsa telah ditemukan, menyoroti praktik budaya pada era ini.