A era neolítica na China remonta a cerca de 10.000 aC. Uma das características definidoras do Neolítico é a agricultura. A agricultura na China desenvolveu-se gradualmente, com a domesticação inicial de alguns grãos e animais sendo gradualmente expandida pela adição de muitos outros ao longo dos milénios subsequentes.
A evidência mais antiga de arroz cultivado, encontrada junto ao rio Yangtze, é datada por carbono de 8.000 anos atrás. As primeiras evidências da agricultura de milho proto-chinesa são datadas por radiocarbono de cerca de 7.000 aC. A agricultura deu origem à cultura Jiahu (7.000 a 5.800 aC).
Em Damaidi, em Ningxia, foram descobertas 3.172 esculturas em penhascos datadas de 6.000 a 5.000 aC, "apresentando 8.453 personagens individuais, como o sol, a lua, as estrelas, os deuses e cenas de caça ou pastoreio". Esses pictogramas têm a reputação de serem semelhantes aos primeiros caracteres confirmados como escritos em chinês. A protoescrita chinesa existia em Jiahu por volta de 7.000 aC, Dadiwan de 5.800 aC a 5.400 aC, Damaidi por volta de 6.000 aC e Banpo datando do 5º milênio aC.
Com a agricultura veio o aumento da população, a capacidade de armazenar e redistribuir colheitas e o potencial para apoiar artesãos e administradores especializados. As culturas do Neolítico médio e tardio no vale central do Rio Amarelo são conhecidas respectivamente como cultura Yangshao (5.000 aC a 3.000 aC) e cultura Longshan (3.000 aC a 2.000 aC). Durante o último período, bovinos e ovelhas domesticados chegaram da Ásia Ocidental. O trigo também chegou, mas continuou sendo uma colheita menor.