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在公元前3500年到公元前2000年间，美索不达米亚、埃及和中国中部地区发明了书写文字，这大致与公元前3000年左右西南亚发明轮子的时间相重合。这些伟大的发明创造标志着史前时期的结束，集中体现了技术与社会的一个巨大进步，把全球化推进到了一个新的水平。由于欧亚大陆在地理上向东西方向延伸，这一特点曾经有利促进了同一纬度上适合作为食品的农作物和动物物种的快速传播——新技术在相距遥远的大陆各地扩散仅仅用了几个世纪的时间。显而易见，这些发明创造对加强全球化进程很重要。此外，轮子的发明促进了一些重要基础设施的革新，比如，畜力车和固定的道路使得人和物品的运输更加高效和快捷。除了思想和新发明的传播，书写文字极大地协调了复杂的社会活动，因此也有助于大型国家的形成。这一时期所兴起的大板块中，只有南美洲的安第斯文明，在没有轮子和书写文字的帮助下，变成了强大的印加帝国。
图2带有楔形文字的亚述陶片，约公元前1900——公元前1800年。
因此，前现代时期是帝国时代。一些国家成功实现了对其他国家的长久统治，随后积聚的大片领土为埃及王国、波斯帝国、马其顿帝国、美洲的阿兹特克和印加帝国、罗马帝国、印度帝国、拜占庭帝国、伊斯兰帝国、神圣罗马帝国、非洲加纳帝国、马里帝国、桑海帝国和奥斯曼帝国的出现打下了基础；所有这些帝国都增加和扩展了远程交流以及文化、技术、商品和疾病的传播。在这些幅员辽阔的前现代帝国中，持续时间最长、技术最发达的无疑就是中华帝国；仔细查看它的历史，就会发现全球化的一些早期动因。
在数个独立王国进行了几百年的战争后，公元前221年，秦始皇的军队最终统一了中国东北部的大片土地。在随后的1700年里，接连更替的汉朝、隋朝、唐朝、元朝和明朝统治着由庞大的官僚体系支撑的帝国，它们的势力扩展到遥远的地区，如东南亚的热带地区、地中海、印度和东非。光辉灿烂的艺术和哲学成就促进了其他知识领域（如天文学、数学和化学）的新发现。中国在前现代时期有一大串技术革新，主要包括改进的犁具、水利工程、火药、天然气的利用、罗盘、机械钟表、造纸、印刷技术、刺绣精美的丝织品以及复杂的金属加工工艺。中国修建了由上千条小运河组成的大型灌溉系统，从而提高了这一地区的农业生产力，同时也提供了世界上最好的河运系统。法典的制定、度量衡以及货币价值制度的确定促进了贸易和市场的扩展，车轴大小和道路的标准化使得中国商人第一次准确地计算出了进出口货物所能达到的数量。
图3中国的长城，始建于公元前214年，后又多次重建。这是唯一从太空用肉眼能看见的人类工程。
在这些贸易路线中，扩展最远的要数丝绸之路。它把中国和罗马帝国连接了起来，而帕提亚人则较好地扮演了中介的角色。在丝绸之路到达意大利半岛1300年后即公元前50年，一群真正具有多元文化背景的欧洲、亚洲和非洲的全球旅行者，包括闻名遐迩的摩洛哥商人伊本·巴图塔和威尼斯马可·波罗家族的商人们，就是依靠这条伟大的欧亚大陆贸易路线，到达了北京富丽堂皇的蒙古可汗皇宫的。
到15世纪，由上千艘长400英尺的越洋船只组成的声势浩大的中国船队，穿越了印度洋，在非洲东海岸建立了短暂的贸易据点。然而，几十年后，中华帝国的统治者实施了一系列致命的政治决定，中断了海外航海事业，导致技术的进一步发展出现了阻碍。如此一来，他们扼杀了萌芽时期的工业革命，这一发展机会曾使相对小得多的欧洲国家成为了推动全球化的主要历史主体。
这样，截至前现代末期，由几条连锁贸易路线组成的全球贸易网络，把人口最为稠密的欧亚和东北非地区连在了一起。虽然澳洲和美洲大陆尚未成为这一不断扩大的经济、政治和文化依存网络的组成部分，但阿兹特克和印加帝国却已经在其半球成功地开发了主要的贸易网络。
这些经济和文化交流网络不断扩张，引发了大规模的移民浪潮，这又导致了人口的进一步增长以及城镇中心的快速成长。在随之而来的文化冲突中，地方性的宗教变成了今天为人们所知的几大“世界宗教”，如犹太教、基督教、伊斯兰教、印度教和佛教。但是，由于人口密度加大，更远地区间的社会交往加强，腺鼠疫这样的新型传染病得以广泛传播，比如，14世纪中期的大瘟疫分别使中国、中东和欧洲失去了三分之一的人口。然而直到命运攸关的16世纪，当“新”、“旧”世界产生碰撞的时候，在不断发展的全球化进程中出现的这些令人避之不及的副产品才以最可怕的方式表现了出来：大约一千八百万美洲土著死于欧洲入侵者带来的可怕病菌。