Muchos cientos de cuevas, 350 solo en España y Francia, tienen obras de arte prehistóricas que datan de entre 1200 y 34,000 años. El propósito de estas pinturas rupestres no se conoce con precisión. Muchos les atribuyen un significado religioso o espiritual, pero esta es solo una teoría entre muchas. Otras interpretaciones argumentan que las pinturas rupestres eran formas de transmitir información a otros, o simplemente arte por sí mismo. Sin embargo, muchas pinturas rupestres se encuentran en las profundidades de las cuevas, por lo que es poco probable que estas pinturas fueran para exhibiciones explícitas. Los argumentos de los aborígenes modernos en Australia sugieren que la pintura indígena se lleva a cabo por una variedad de razones: principalmente para hacer magia contra humanos o animales o para mantener registros.
Las pinturas rupestres tienden a presentar escenas de grandes animales salvajes como uros (los ancestros extintos de las vacas domesticadas), bisontes, caballos y ciervos. Se han descubierto numerosos trazados artísticos de manos humanas, así como dibujos de líneas artísticas trazados con los dedos, llamados «aleteo de dedos». Estos enigmáticos movimientos de los dedos generalmente se realizan sobre una superficie de leche de luna, un precipitado de piedra caliza blanca, similar al queso, compuesto de minerales de carbonato en diferentes etapas cristalinas. La leche de luna solo se encuentra en cuevas.
En su mayoría, las pinturas rupestres nos dicen lo que ya sabemos: que hubo humanos modernos en África, Europa y Australia hace decenas de miles de años y estas personas eran lo suficientemente sofisticadas como para practicar algún tipo de obra de arte. Este hallazgo se ve corroborado por el descubrimiento de muchas reliquias que no son pinturas rupestres, como herramientas de pedernal, estatuillas y huesos de animales tallados. Las pinturas rupestres confirman la existencia de animales ahora totalmente extintos, como el uro, o animales extintos en un rango determinado, como el bisonte europeo (que se ha extinguido en la mayor parte de Europa occidental desde hace 2000 años). El estilo distintivo de la pintura rupestre de Lascaux, que es el más famoso, se extinguió hace unos 10,000 años, cuando la gente de la Francia actual comenzó a adoptar un estilo de vida agrícola y asentarse en las aldeas.
Las representaciones de renos en cuevas españolas han apoyado la hipótesis, corroborada por evidencia fósil, de que los renos vivían en el área alrededor de la época de la última gran glaciación, que alcanzó su máxima extensión hace 18,000 años. En ese momento, la mayor parte de las Islas Británicas y el norte de Europa estaban cubiertas por glaciares continentales, lo que los hacía inhabitables. Solo el sur de Europa (Francia, España, Portugal, Italia, Grecia, etc.) eran habitables en la región. De hecho, la inhabilidad de gran parte de Europa y Asia probablemente impulsó a los humanos a expandirse desde África hacia el este, donde colonizaron el sudeste asiático y Australia. Algunas de las primeras pruebas de colonización humana fuera de África se han encontrado en Australia, hace unos 50,000 años. No se sabe por qué no se han encontrado pinturas rupestres de más de 32,000 años, tal vez la humanidad no alcanzó el nivel necesario de desarrollo cultural o artístico para comenzar a producirlas hasta entonces, o las áreas simplemente no estaban muy pobladas.