Thời tiền sử là giai đoạn trong lịch sử loài người bắt đầu từ khi tông Người sử dụng những công cụ bằng đá đầu tiên khoảng 3,3 triệu năm trước và kết thúc khi các hệ thống chữ viết được phát minh. Con người bắt đầu sử dụng các biểu tượng, ký hiệu và hình ảnh từ rất sớm, nhưng các hệ thống chữ viết chỉ bắt đầu xuất hiện từ khoảng 5000 năm trước và phải mất thêm hàng ngàn năm nữa mới được sử dụng phổ biến. Một số nền văn hóa chỉ bắt đầu sử dụng các hệ thống chữ viết từ thế kỷ 19 và thậm chí là gần đây hơn nữa. Do đó, thời tiền sử kết thúc vào những thời điểm khác nhau tùy địa điểm, và thuật ngữ này ít được sử dụng khi nói về những xã hội mà thời tiền sử kết thúc tương đối gần đây.
Nền văn minh Sumer ở khu vực Lưỡng Hà, nền văn minh lưu vực sông Ấn và Ai Cập cổ đại là những nền văn minh đầu tiên phát triển hệ thống chữ viết của riêng mình và ghi chép lại lịch sử; thời điểm này loài người đang ở đầu giai đoạn đồ đồng. Các nền văn minh láng giềng với ba nền văn minh này là những nền văn minh tiếp theo phát triển hệ thống chữ viết. Đối với phần lớn các nền văn minh còn lại, thời tiền sử kết thúc vào thời đồ sắt. Trong lịch sử Á-Âu và Bắc Phi, thời tiền sử được phân chia theo hệ thống ba thời đại thành các thời đại đồ đá, đồ đồng và đồ sắt. Tuy nhiên, hệ thống này không áp dụng với các khu vực mà việc luyện kim được du nhập một cách đột ngột thông qua sự tiếp xúc với các nền văn hóa Á-Âu, chẳng hạn như châu Đại Dương, Australasia, phần lớn châu Phi hạ Sahara và một số khu vực của châu Mỹ. Ngoài một số nền văn minh tiền Colombo ở châu Mỹ, các khu vực kể trên không có hệ thống chữ viết phức tạp của riêng mình trước khi tiếp xúc với người Á-Âu, vì thế ở các khu vực này, thời tiền sử kéo dài đến những mốc thời gian tương đối gần đây; ví dụ, thời tiền sử ở Úc thường được xem là kết thúc vào năm 1788.
Trong lịch sử một nền văn hóa, giai đoạn mà nó chưa phát triển hệ thống chữ viết của riêng mình nhưng được các nền văn hóa khác mô tả bằng ghi chép được gọi là thời sơ sử (protohistory). Vì thời tiền sử được định nghĩa là giai đoạn trước khi chữ viết được phát minh, nên không tồn tại ghi chép nào về giai đoạn này, do đó việc xác định niên đại các hiện vật thời tiền sử là hết sức quan trọng. Các kỹ thuật xác định niên đại có độ chính xác cao mới chỉ được phát triển từ thế kỷ 19.
Bài viết này nói về thời tiền sử của loài người, cụ thể là giai đoạn bắt đầu khi những con người hiện đại về hành vi và giải phẫu đầu tiên xuất hiện và kết thúc khi con người bắt đầu ghi chép lại lịch sử của mình. Một số giai đoạn sớm hơn trước khi con người xuất hiện cũng được gọi là "tiền sử"; những giai đoạn như vậy được thảo luận trong các bài lịch sử Trái Đất và lịch sử sự sống.