Les migracions humanes prehistòriques fan referència a un conjunt de migracions que van portar l'ésser humà a poblar els diferents continents de la Terra. Des de l'origen d'Homo sapiens a Àfrica, grups d'individus van expandir-se pel planeta en diverses onades des de fa 160.000 anys fins a assentar-se a les illes polinèsies fa 2.000 anys. Prèviament havien tingut lloc migracions d'altres homínids. miniatura|Migracions segons haplogrups mitocondrials
Primers moviments d'homínids fora d'Àfrica Els primers homo que van sortir del continent africà foren els homo erectus, i ho feren fa 1,85 milions d'anys, quan van arribar a l'actual Geòrgia l'Home de Geòrgia. D'allà, es van estendre cap al sud d'Àsia, arribant a Java, entre 117.000 i 108.000 anys, mentre que a Europa (preneandertals) hi varen arribar fa pocs centenars de milers d'anys. Homo erectus es considera l'antecessor dels neandertals i dels humans moderns, o dels avantpassats comuns de les dues espècies.
Homo erectus es va expandir ràpidament per tota l'Àsia meridional poc després de la seva aparició a l'Àfrica oriental gràcies al bipedalisme i la seva distintiva anatomia amb proporcions corporals modernes, un gran cervell i capacitat termoreguladora mitjançant la suor, que permetien competir per caçar grans herbívors a les sabanes en expansió de la glaciació del Quaternari.
Al voltant de 600.000 anys enrere, Homo heidelbergensis o Homo rhodesiensis, segons diferents teories, va sortir d'Àfrica i va ocupar parts d'Europa i Àsia. Aquesta migració fou provocada per un període d'escalfament climàtic, conegut com a període interglacial Günz-Mindel. Aquest període suposà un escalfament de la Terra, una recessió de les glaceres i un enduriment de la vida al continent africà. Aquesta època càlida fou seguida per una de glacial (glaciació de Mindel), que separà la població africana de les branques que havien emigrat cap a Europa. Foren aquestes branques «cosines» les que evolucionaren al continent eurasiàtic d'acord amb les seves necessitats. Les causes per les quals aquests humans no van tornar a emigrar cap a climes més càlids no són del tot clares, però es creu que la presència de grans mamífers com el mamut o el mastodont, i grans ramats de cérvols, cavalls o búfals van persuadir aquests homínids a romandre al continent eurasiàtic. Els estudis d'ADN mitocondrial suggereixen que les branques de Sapiens i Neandertals se separaren entre 321.200 i 618.000 d'anys enrere.
La fossa i Línia de Wallace resultaren un límit gairebé infranquejable cap a Australàsia, sent superades inicialment per formes modernes dHomo erectus, de les quals va derivar Homo floresiensis descobert a l'illa de Flores, a l'est de la línia el 2004 i després per Homo sapiens fa uns 70.000 anys emprant rudimentaris rais de joncs.
Sortida dels humans moderns d'Àfrica Els humans arcaics que utilitzaven eines de l'acheulià poden haver viscut a tot l'Àfrica occidental durant el chibanià almenys des del 780.000 aC,
Homo erectus va ser retratat des del principi com el primer caçador-recolector amb una dieta basada en aliments tous com fruites i baies, i mamífers de mida mitjana i també algunes tortugues. Hàbil depredador de caça major, depenia de la seva habilitat per córrer, i el canvi gradual a depredador alfa pot haver portat a la seva dispersió per tot Afro-Euràsia. Les complexitats dels comportaments de les preses i el valor nutricional de la carn s'han relacionat amb el creixement del volum cerebral.
Es creu que els humans anatòmicament moderns van sorgir a l'est d'Àfrica cap al 300.000 aCSmith TM, Tafforeau P, Reid DJ, et al. (Abril 2007). "Earliest evidence of modern human life history in North African early Homo sapiens". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (15): 6128–33 La genètica de poblacions ha pogut establir que des d'aquest bressol originari els humans es van dividir en quatre grups. Dos d'ells van migrar cap a l'oest, on van conviure amb humans més primitius. Un tercer grup va desplaçar-se cap al sud i van esdevenir els avantpassats dels Khoisan (haplogrup mitocondrial humà L0) i un quart grup va instal·lar-se a terres de l'actual Etiòpia, amb restes conservades d'entre 154.000 i 160.000 anys (Homo sapiens idaltu). Alguns descendents d'aquest darrer grup probablement van emprendre sortides primerenques del continent ja sigui cap al nord fins a Llevant o a través del mar Roig fins a Aràbia, però o bé no van sobreviure o bé no se n'han trobat restes.
Les glaciacions i els cicles de canvi climàtic canviaven les rutes migratòries possibles. Fa 120.000 anys va tenir lloc el període pluvial Abbassia, que va tornar la zona del Sàhara una praderia i va permetre que els humans d'Etiòpia avancessin cap al nord amb menjar suficient. Des d'allà van creuar fins a la zona del Llevant. La fi d'aquest escalfament va provocar un avenç de la desertització a la nova llar i l'extinció d'aquell grup de pioners, com denota el salt de desenses de milers d'anys entre els fòssils de la regió (i els segons amb una altra càrrega genètica). En aquest període de transició sí apareixen fòssils de l'home de Neandertal, que hauria descendit del nord d'Europa però sense coincidir amb els Homo sapiens.
miniatura|Pintura rupestre a Birnin Kudu, Jigawa Els humans arcaics almenys en 61.000 aC, ja en l'edat de pedra mitjana podrien haver començat a migrar al sud de la sabana del Sudan occidental i, com a mínim el 25.000 aC, podrien haver començat a habitar prop de la costa de l'Àfrica occidental. El període ogolià fou molt sec des de fa 20.000 anys fins fa 12.000 anys, i cap al 15.000 aC, els assentaments dels africans occidentals de l'edat de pedra mitjana van disminuir a mesura que augmentava la humitat, l'expansió del bosc de l'Àfrica Occidental i augmentava el nombre d'assentaments de caçadors-recol·lectors neolítics,
Segona sortida miniatura|Possibles rutes migratòries dels humans prehistòrics miniatura|lang=ca|Possibles rutes migratòries dels humans prehistòrics durant el Paleolític superior miniatura|El mapa mostra l'extensió probable de terra i aigua en el moment de l'últim màxim glacial, fa 20.000 anys i quan el nivell del mar probablement era més de 110 m més baix que avui. Cap al 80000 aC una nova onada d'humans va sortir del continent africà, aquest cop per la Península Aràbiga,Spencer Wells (2002), The Journey of Man: A Genetic Odyssey, Princeton University Press, accessible a través de Bab el-Màndeb per una nova alteració del clima. Eines trobades en coralls fossilitzats i emergits provarien aquest pas. Es tractava d'una expedició poc nombrosa, de menys de mil persones, formada per diverses comunitats emparentades i portadores de l'haplogrup mitocondrial humà L3. Es calcula que el moviment global era d'uns 500 metres l'any, ja que les onades migratòries anaven i tornaven per zones ja conegudes.
Aquests humans van aprendre a treure partit dels mariscs i recursos costaners i van aconseguir arribar fins a l'Índia, Indonèsia (aleshores encara formava part del continent asiàtic) i el sud de la Xina. Diverses restes de closques de mol·luscs conviuen amb ossos i eines i demostren aquest canvi de dieta. Des del sud-est asiàtic van aconseguir poblar Austràlia cap al 50000 aC.Bowler, James M.; et al. (2003). "New ages for human occupation and climatic change at Lake Mungo, Australia". Nature. 421 (6925): 837–840. El desert separava aquestes colònies de la resta de territoris de l'hemisferi nord.
Toba La teoria de la catàstrofe de Toba indica que una enorme erupció cap fa 70000 anys va afectar profundament el procés migratori. Els humans que havien romàs a Àfrica no es van veure afectats i per això mostren més varietat genètica.Ambrose, Stanley (1998). "Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differentiation of modern humans". Journal of Human Evolution. 34 (6): 623–651 Les cendres del volcà, en canvi, van cobrir tot el subcontinent indi i van extingir els seus moradors. A més a més van reduir dràstricament la població de la resta d'Àsia, ara separada en dos grups. Els negrito i els malais primitius són els descendents dels qui havien viatjat més ràpidament i havien aconseguit per tant escapar del volcà. La Plataforma de Sonda va permetre que s'expandissin per Oceania gràcies al domini de la navegació. Allà van caçar la megafauna existents fins a extingir-la.Flannery, Tim (2002), The Future Eaters: An Ecological History of the Australasian Lands and People, Grove Press Alguns subgrups en comptes d'anar cap a Oceania van prosseguir l'expansió cap a la Xina i alguns van tornar enrere cap a l'Índia quan va esvair-se la pols acumulada a l'atmosfera.
Euràsia Part dels dos grups separats per la catàstrofe de Toba es van barrejar a l'Índia. La resta del primer grup va començar la ruta cap a Europa a través de la futura Mesopotàmia i el Bòsfor, com demostra l'haplogrup mitocondrial humà N. El grup oceànic continuava la conquesta australiana (65000 aC).
Les primeres proves creïbles de la presència dels humans moderns a Europa són un conjunt d'artefactes trobats al sud-centre i possiblement a l'Europa de l'Est, corresponents al Paleolític mitjà i que daten de fa uns 48.000 anys, similars als conjunts fets al Llevant en una data anterior i aparentment representen un moviment de població cap als Balcans durant un interval de clima càlid. Un segon moviment de població correspon a un conjunt divers d'artefactes similars als conjunts contemporanis fets per humans moderns al Llevant, trobats als Balcans, parts del sud-oest d'Europa i probablement a l'Europa de l'Est, i que daten de diversos interstadials breus que van precedir al començament del quart event Heinrich fa uns 40.000 anys. Les restes esquelètiques humanes més antigues conegudes a Europa que es poden assignar inequívocament a l'Homo sapiens trobades a Peștera cu Oase daten de fa uns 42.000 anys però no s'associen amb artefactes. Després de l'erupció ignimbrítica de la Campània fa uns 40.000 anys, els conjunts d'artefactes assignats a la fase cultural Aurinyacià, una indústria associada a les modernes restes esquelètiques humanes desenvolupades a Europa, es van estendre per tot el continent. Els homo sapiens van haver d'adaptar-se al clima molt més fred de les latituds septentrional i van modificar els seus hàbits de caça, incorporant rens, cérvols i la megafauna local.
Sembla que s'ha de descartar la hibridació entre cromanyons i neandertals i, en tot cas, es pot parlar només d'una absorció parcial, sobretot de les dones que quedaven aïllades si els mascles de la tribu morien.Cadenes, N. 2009. Neandertals més a prop: Preguntes i (algunes) respostes. El Temps, 1282 (Gener, 2009):13-29 i atès que els neandertals s'haurien extingit fa 43.500 anys, es redueix el marge de convivència de les dues espècies. Al final del Paleolític Superior, l'humà de Cromanyó predominava per sobre el Neandertal, que de fet s'havia extingit.
Expansió gradual Les comunitats que havien conquerit Anatòlia i s'hi havien quedat mentre d'altres emprenien la ruta europea es van dividir per poder atendre les demandes d'una població creixent i van migrar cap al Llevant (les restes de 45000 aC - 40000 aC que no estaven emparentades amb les de la primera sortida) i l'actual Egipte. Dues onades diferents van acabar convergint al centre d'Àsia al mateix temps que les comunitats del sud-est asiàtic s'expandien cap al nord, incloent-hi el Tibet. Aquests es van barrejar amb els neandertals més que els parents occidentalsDing, Q.; Hu, Y.; Xu, S.; Wang, J.; Jin, L. (2014) "Neanderthal Introgression at Chromosome 3p21.31 was Under Positive Natural Selection in East Asians". Molecular Biology and Evolution. 31 (3): 683–695. Les barreres de grans muntanyes i rius van alentir l'expansió sapiens, possiblement afavorint una major convivència amb els neandertals que poblaven les zones de pas.