La preistoria della Mesopotamia, che va dal Paleolitico all'avvento della scrittura nella regione della Mezzaluna Fertile, comprende i fiumi Tigri ed Eufrate, le colline pedemontane di Zagros, l'Anatolia sudorientale e la Siria nordoccidentale.Questo periodo non è ben documentato, soprattutto nella Mesopotamia meridionale prima del IV millennio a.C., a causa delle condizioni geologiche che seppellivano i resti sotto l'alluvione o li sommergevano nel Golfo Persico.Nel Paleolitico medio, i cacciatori-raccoglitori abitavano le grotte di Zagros e i siti all'aperto, producendo strumenti litici musteriani.In particolare, i resti funerari della Grotta di Shanidar rivelano pratiche di solidarietà e guarigione all'interno di questi gruppi.Il Paleolitico superiore vide gli esseri umani moderni nella regione di Zagros, utilizzare strumenti in osso e corno, identificati come parte della cultura locale aurignaziana, nota come "Baradostian".Il tardo periodo epipaleolitico, intorno al 17.000-12.000 a.C., è segnato dalla cultura zarziana e dall'emergere di villaggi temporanei con strutture circolari.L'uso di oggetti fissi come macine e pestelli indica l'inizio della sedentarizzazione.Tra l'XI e il X millennio a.C. apparvero nel nord dell'Iraq i primi villaggi di cacciatori-raccoglitori sedentari.Questi insediamenti erano caratterizzati da case costruite attorno ad un "focolare" centrale, suggerendo una forma di proprietà familiare.Sono state trovate prove della conservazione del cranio e rappresentazioni artistiche di rapaci, evidenziando le pratiche culturali di quest'epoca.