大部分人類歷史是史前史。人類出現在地球上的歷史，大約有20萬年，也許比20萬年更久一些，但是其中只有很小一部分被以文字的形式記錄了下來。我們人類目前所處的地質年代為全新世，全新世從開始到今天，已經經歷了12000年之久，但是這12000年放在整個地質年代中來看，也不過是彈指間。在這12000年中，溫暖並且相對穩定的氣候催生了農業、城市、國家，以及大多數其他文明的標誌。書寫就是文明的標誌之一，而書寫與其說是一種按部就班進化出的東西，不如說是一種例外。
專業的歷史學家對他們那些被“無文字記錄”的樊籬阻隔在了史前史的同事也愛莫能助。歷史學家已經習慣於依賴浩如煙海的卷宗，考古學家則必須收集那些為數不多的歷史遺存，並破譯出其中的故事。在史前的編年史中，文明是根據墓葬的形式來進行標定的，比如“單葬墓”，或者是其後流行的“箭頭”墓葬，例如“西部梭鏢”（考古學家在美國俄勒岡州的佩斯利洞穴墓葬中發現了“西部梭鏢”，其出現的時間可以追溯到至少13200年前。這一發現表明，有另一個人群與克洛維斯人同時出現在北美洲，或許比克洛維斯人還要早）。隨後，所有人類都進入了陶器時代，例如，圓洞尖底陶文化、繩紋陶文化和漏斗頸陶文化，這些文化的傳播令人費解，從地圖上看就像是一群變形蟲蔓延開來。
圓洞尖底陶罐
繩紋陶罐
近年來，考古學家已經變得不太情願從一堆陶器、武器和其他陪葬品中解讀過多的東西。至少有一代的考古學家，曾鑽入被詛咒的牛角尖，這個詛咒就是“瓶瓶罐罐不是人”。物質文明不能作為歷史定性的代用品。從一次考古發掘中找到的人工製品可以提供很多資訊，比如，當時人們的生活方式、喪葬習俗以及貿易往來，但是對當時的人們使用何種語言、屬於哪個種族，以及使用何種遷徙模式來說，這些人工製品就不能提供可靠的指示了。
史前史通常被看作是由一系列的入侵所構成的，古凱爾特人和印度雅利安人就如同大批的北歐海盜一樣蜂擁而來，撲向了毫無防備的歐洲和亞洲，而史前巨石陣的建造者還在大陸之間來回繞圈。這種觀點被過程主義學派的觀點取代，該學派將文化變遷歸因於內部適應。也就是說，思想和技術可以傳播，而人群總的來說還是待在原地沒動。然而今天，遷徙論正在捲土重來。
漏斗頸陶罐
之所以出現這種轉變，很大程度上是為了研究古DNA 而引入的強大的新技術有關。在過去的5年中，我們目睹了基因檢測技術應用於對史前人類和動物遺骸進行檢測的過程，其在實用性和可使用範圍上，都發生了翻天覆地的變化。古DNA 通常都發生了降解和化學變化，碎裂為成千上萬的簡短片段。但是，基因測序技術的最新進展，已經使人們檢測出來自幾千年前，甚至是幾萬年前的樣品中的整個基因組序列成為可能。全基因組測序所能獲取的資料量，要比以細胞器為基礎的檢測所能獲取的資料量大得多，兩者完全不是一個數量級，全基因組測序還使得遺傳學家能夠對個體之間和種群之間的差異進行詳細的對比。現在，通過這些對比，人們發現人類系譜圖中還有新的分支。
當尼安德特人的基因組初稿在2010年發表時，它清清楚楚地表明，來自歐洲和亞洲的現代人平均有2%的DNA與尼安德特人相同，這就意味著兩個物種（現代人類和尼安德特人）必定在過去的某個時間點發生了融合——很可能是在人類離開非洲前往中東的時候。也是在2010年，提取自一節手指骨的DNA，讓科學家發現了一個全新的早期人類物種——丹尼索瓦人。丹尼索瓦人是亞洲人和澳洲人的共同祖先。
人類史前遷徙的時間路線圖只是在最近幾年才變得越來越清晰。2014年10月份，在西伯利亞發現的4.5萬年前的人類腿骨顯示，其所含尼安德特人的DNA 片段比現代人類所含尼安德特人的DNA 片段要長。這個發現幫助科學家確定了尼安德特人與人類的第一次基因交換髮生在距今1萬年以內。（你可以想象一下，尼安德特人的基因就像是一疊卡片，隨著每一代人的繁衍，逐步被削減，尼安德特人的染色體被切割得越來越短，越來越短……）2015年6月，人們發現，歐洲儲存的一顆發現於羅馬尼亞的4萬年前的牙齒的基因組中含有尼安德特人的DNA 片段更長。從這顆牙齒的主人向前追溯到其尼安德特人祖先，僅需4代至6代。
在最近5年裡，從最初我們認為我們和尼安德特人沒有什麼共同DNA，到我們意識到人類的雜交是廣泛存在的，再到（對某個個體）我們能將這種雜交的時間精確定位在200年以內——200年的時間跨度和每個家庭的家庭相簿的時間跨度幾乎相同。但是，古DNA研究的用途絕不限於告訴我們人類有哪些近親。古DNA 研究還告訴我們，人類走出非洲後是如何散佈的，以及農業是如何起源和傳播的，還有人類是如何移民定居美洲的。同時，它還幫助考古學家破解了史前最大的謎題之一：印歐語系的起源。
1908年發現於法國拉沙佩勒奧聖的尼安德特人頭骨。
1783年，威爾士法學家和語言學家威廉·瓊斯從倫敦抵達加爾各答，到孟加拉最高法院任職。作為其職責的一部分，瓊斯必須使自己熟練掌握印度教法的戒律，為此，他不得不學習梵文。瓊斯聘請了一位梵文學家——一位印度教的宗教學者——作為導師，將自己完全沉浸在了古老的梵文典籍中。在經過3年的學習後，瓊斯得出了一個震驚世人的結論：印度的古典語言——梵語，在語法和詞彙上，與歐洲的古典語言希臘語和拉丁語存在聯絡。不僅如此，梵語、希臘語和拉丁語還與日耳曼語、凱爾特語和波斯語有聯絡。
後來的語言學家又為這個語言系譜圖增加了更多的分支，其中既包括人們目前正在使用的語言，如斯拉夫語、阿爾巴尼亞語、亞美尼亞語、波羅的語族，也包括已經消失的語言，如赫梯語和吐火羅語。而如果所有這些語言都是相互關聯的，那麼我們推測，在遙遠過去的某個時間，這些語言擁有共同的祖先就是順理成章的事了。專家將這一始祖語言稱為原始印歐語系，英文簡寫為PIE。今天，約有30億人說的是其派生語言。這些派生語言的自然分佈區域，從斯里蘭卡一直延伸到葡萄牙。英語是印歐語系中的一種語言，它幾乎與歐洲所有其他語言都極為接近，只有匈牙利語、芬蘭語和巴斯克語除外。
尼安德特人復原圖
自瓊斯宣佈他的發現200多年以來，語言學家和文獻學家一直在煞費苦心地復原原始印歐語系的發音和語法規則。我們可以用原始印歐語寫作，有些人甚至能夠用它寫出短篇小說。得益於那些學習比較神話學並重建了單詞列表的學生所做的工作，我們能夠對原始印歐人的生活方式，以及他們的信仰有所了解。他們生活在橡樹和山毛櫸樹構成的叢林中，還能品嚐到蜂蜜酒。他們乘坐馬車出行，關心自己的父親和兄弟勝過關心姑姨和妯娌。他們感謝天父賜予他們兒子、肥牛和快馬。至於鮭魚這東西，他們可能知道也可能不知道。
但是，這麼長時間以來，原始印歐語仍然只是一種學術上的猜想，是由想象中的人群使用的一種假定的語言。原始印歐語系是語言學中的一個幽靈，就像很多其他幽靈一樣，它們總是習慣於到處出現。所謂的學者、專家們，曾經試圖給原始印歐語系的起源地定位，從斯堪的納維亞到青藏高原，再到北極。但是，近幾十年來，學術界已經達成了共識，對於原始印歐人的起源，主要聚焦在兩個起源故事上。
新月沃土
最著名的一個是由英國考古學家科林· 倫弗魯提出的，他認為印歐人起源於“新月沃土”的邊緣地帶（“新月沃土”是指西亞、北非地區兩河流域及其附近的一連串肥沃的土地，包括累範特、美索不達米亞和古埃及，位於今日的以色列、巴勒斯坦部分地區、黎巴嫩、約旦部分地區、敘利亞，以及伊拉克和土耳其的東南部、埃及東北部。由於在地圖上好像一彎新月，所以美國芝加哥大學的考古學家詹姆士· 佈雷斯特德將其稱為“新月沃土”）。在這一版本中，原始印歐人成功的關鍵在於開始進行農業生產。相對於環繞在周圍從事狩獵和採集活動的人群，農業生產給了原始印歐人一個長期的優勢。根據這一理論，原始印歐語系的擴張開始得很早，在新石器時代，當時的人們從安納托利亞（位於土耳其的亞洲部分）開始慢慢擴散時，原始印歐語系的擴張就開始了，就像是受熱後慢慢膨脹的空氣。