Orta paleolit dövründə insanlar Azərbaycanda daha geniş əraziyə yayıldılar. Bu dövrə aid məskənlər Kiçik Qafqazda: Tağlar (Füzuli) və Zar (Kəlbəcər), Qazaxda: Damcılı və Daş Salahlı, Naxçıvanda Qazma, Lerikdə Buzeyir mağaralarında aşkar edilmişdir.Bu dövrdə yeni insan tipi –Neandertal adamı yarandı. Onlar dik qamətli idilər və beyin tutumları homo habilisdən 2 dəfəyə qədər böyük idi. Bu insanlar nizə düzəltməyi bacarırdılar, qovma və pusqu ovçuluğu ilə məşğul olurdular. Bu dövrdə ilk dəfə axirət dünyasına inam, ovsun, totem, təbiət qüvvələrinin ilahiləşdirilməsi ilə bağlı ilkin dini təsəvvürlər yarandı.
Üst paleolit abidələri Azərbaycanda Qarabağ və Qazax bölgələrindəki orta paleolit düşərgələrinin yuxarı təbəqələrində tədqiq edilmişdir. Bu dövrdə ağıllı insan – homo sapiyens yaranması başa çatdı. Üç böyük irq: avropoid (ağ), neqroid (qara), manqoloid (sarı) irqləri formalaşdı. Ağılı insanın beyni daha böyük, boyu hündür və düz qamətli idi. Şüura, rabitəli nitqə malik idi. Daha öncə isə ibtidai insanlar qırıq-qırıq səslər çıxarmaqla və ya kinetik dillə (əl, dodaq hərəkəti ilə) bir-birini başa salırdılar. Üst paleolitdə balıqçılıq yarandı, sal, qayıq düzəldilməsinə başlandı. Ulu icmanı nəsil (qəbilə) icması əvəz etdi. Nəsil icması qan qohumluğuna və əmlak ümumiliyinə əsaslanan möhkəm, sabit və mütəşəkkil insan kollektivi idi. İlk vaxtlar qəbilədə ana xaqanlığı mövcud idi. Buna səbəb qohumluğun ana xətti ilə müəy-yən edilməsi, qadınların ərzaq toplanmasında, odun qorunmasında, uşaqların qayğısına qalınma-sında mühüm rol oynamaları idi. Bu dövrdə ibtidai incəsənət yarandı: insanlar daşdan, sümükdən və buynuzdan heykəllər yonmağı, mağara divarlarına rəsm çəkməyi öyrəndilər. Alimlər mağara rəsmlərini İspaniyada (Altamira), Uralda (Kap), Özbəkistanda (Deşik daş) aşkar etmişlər.
Mezolit dövrüe.ə. XII-VIII minillikləri əhatə edir. Bu dövr abidələri əsasən Qobustanda öyrənilmişdir. Qazağın Damcılı mağarasında da bu dövrə aid ox ucluqları, dişli lövhələr tapılmışdır. Mezolit dövründə kaman və ox kəşf edildi. Bu da heyvanları daha uzaq məsafədən ovlamağa, qida ehtiyatını artırmağa, heyvanları əhliləşdirməyə başlamağa imkan yaratdı. Bu dövrdə mənimsəmə təsərrüfatından (ovçuluq və yığıcılıq) istehsal təsərrüfatına keçid başlandı. İlk əkinçilk və maldarlıq vərdişləri yarandı. İlk dəfə it, ardınca inək, keçi, qoyun əhliləşdirildi. İlk əkinçilk aləti toxa olduğu üçün əkinçiliyin başlanğıc mərhələsi toxa əkinçiliyi adlanır. Dünyada ilk əkinçilik məskənləri 10 min il bundan əvvəl Ön Asiyada, ardınca Azərbaycanda və digər bölgələrdə yaranmışdır. Mezolit dövrünə aid Qobustan qaya rəsimlərində ovsun-totem inamı, dini ayinlər, ov səhnələri təsvir edilmişdir.
Neolit dövrü e.ə VII minillikdən başlandı. Bu dövrdə maldarlıq və əkinçilk insanların həyatında əsas yer tutdu, ilk sənətkarlıq sahələri: dulusçuluq (saxsı qab hazırlanması) və toxuculuq yarandı. Mənimsəmə təsərrüfatını istehsal təsərrüfatı əvəz etdi. Alimlər bu yenilikləri Neolit inqilabı adlandırmışlar. Bu dövrdə daş alətlərin cilalanması və deşilməsi öyrənildi, daş baltalar mühüm yer tutdu. Əhali oturaq həyata keçdi, çay kənarında təpələrdə daimi yaşayış məskənləri yarandı. Neolit abidələri Azərbaycanda Naxçıvan, Gəncə, Təbriz, Qazax və Qobustanda aşkar edilmişdir.