İnsanların İlk yaratılış yıllarındaki doğaya tamamen bağlı olduğu, avcılık ve toplayıcılıkla geçinildiği bir dönem olan paleolitik çağ, insanlık tarihinin en uzun devresini kapsamaktadır. Bu çağın izlerini taşıyan kalıntılar Ansır,
Ormaniçi ve İnderesi mevkiinde bulunan mağaralarda Paleolitik çağ izleri görülmektedir. 1979-1986 yılları arasında yapılan Karakaya Baraj Gölü kurtarma kazıları kapsamında, İzollu mevkiindeki, Pirot Höyük ve Cafer Höyük kazılarında, ele geçen buluntular, yöre insanının M.Ö. 7 bin yıllarında mağaradan çıkıp düz ovaya yerleştikleri, tarım ve hayvancılıkla uğraştıklarını göstermektedir. Neolotik dönem olarak adlandırılan bu dönemin ilk evrelerinde henüz pişmiş topraktan çanak, çömlek yapımına geçilmemiş olup, bu evre akeramik dönem olarak bilinmektedir. Yine söz konusu kazılarda ele geçen öğütme taşları, obsidyen aletler ve diğer küçük buluntular, bu dönemde tarımın ve hayvancılığın önemli bir yer tuttuğunu göstermektedir. Bu evrede henüz pişmiş topraktan kaplar yapılmadığı için, insanlar gereksinimini ahşap ve taştan yaptıkları kap v.b. malzemelerle karşılamışlardır. Bu döneme dair buluntuların çoğunluğu Cafer Höyük kazılarında ele geçmiştir.
Neolitik dönemin ortalarına doğru avcılığın önemi sürmesine rağmen tarım ve hayvancılık da oldukça ilerlemiştir. Buğday, arpa, mercimek, bezelye gibi ürünler tarıma alınmıştır. Önce büyük baş hayvanlar daha sonra da koyun ve keçiler evcilleştirilmiştir. Seramikler elde biçimlendirilip tek renkli olarak, kalın çeperli, ağır ve basit şekillerde yapılmaya başlanmıştır. Seramiklerin yanında dokumacılık ve sepetçiliğin varlığı höyük buluntularından anlaşılmaktadır. Neolitik dönem içerisinde Malatya ve çevresi Arkeoloji alanında önemli bir yere sahip olmasına rağmen, ne yazık ki yeterince araştırma yapılamamıştır.