Es a partir del neolítico que podemos hablar de las primeras modificaciones significativas del medio natural causadas por la actividad humana. Aunque el término neolítico (Lubbock, 1865) significa piedra nueva o piedra pulida, en contraposición a la piedra únicamente tallada del periodo anterior, el salto significativo viene dado por la evolución del modo de producción.

El neolítico se asocia con la sedentarización de la población en asentamientos. Esta población ya no tiene que desplazarse constantemente para obtener alimentos (caza y recolección), sino que puede combinar estas estrategias con dos actividades revolucionarias nuevas en aquellos momentos como la domesticación de los animales y de las plantas: la ganadería y la agricultura. En definitiva, con el neolítico se pasa de una economía únicamente depredadora a una economía en la que también hay producción de bienes, básicamente alimentos. De esta manera los rasgos diferenciadores del poblamiento neolítico son la aparición de herramientas adaptadas a la vida agrícola y utensilios de cerámica, en buena parte para almacenar los productos obtenidos de la tierra.

La posibilidad de disponer de alimentos con mayor regularidad supuso un crecimiento de la población, aunque fue periódicamente truncado por las malas cosechas (hambre), producto de las inclemencias meteorológicas. Y este crecimiento de la población concentrada en pequeños núcleos supuso los primeros impactos sobre el entorno, aunque desde el punto de vista actual se deben considerar muy ligeros. En primer lugar hay que hablar de los cambios en los usos del suelo en transformar terrenos en estado natural en campos para dedicar a la agricultura. Asimismo, una población en aumento inicia una mayor rotura de los bosques cercanos a los asentamientos, los cuales se siguen obteniendo alimentos pero también leña para calentarse y madera.

La llamada revolución neolítica, término acuñado por el arqueólogo australiano Vere Gordon Childe en 1951, se inició hace diez milenios en Oriente Próximo. Este proceso, sin embargo, fue totalmente asincrónico y, por ejemplo, Europa occidental no entrará en este nuevo período hasta un par de milenios más tarde.