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人类学、考古学研究的成果表明，史前时期陕西地区所处的黄河中下游地区具有优越的地理环境、气候条件。地理环境方面，陕西特别是其位于黄河中游的关中地区，这里有黄河最大的支流渭河，其地势地貌以平原为主，海拔高度平均 400—500 米，大部分地区黄土沉积深厚，土质疏松，质地均匀，含有的矿物质非常丰富，由渭河及支流带来的冲积性的黄土还含有较多的腐殖质，非常适宜与农耕种植业的发展。气候方面，全新世以来，我国大陆气候曾出现过数次较为明显的冷暖波动，根据第四纪地质研究，大约在一万年前，最后一次世界性冰期消退，我国黄河流域气候逐渐泛暖，“虽然在距今 8200 年前后，距今5800 年前后，距今 3000 年前后出现过三次明显的寒冷期，距今 9000 年前后，距今4000 年前后还出现过明显的低温，但在这几次寒冷期之间的温暖期，气温曾数次超过现代 1℃—2℃，甚至 2℃—3℃ ”，
在近“5000 年中的最初两千年，即从仰韶文化到安阳殷墟，其间大部分时间的年平均温度高于现在 2℃左右”。
史前遗址考古发掘资料也为我们展现了这一地区的气候环境特征。王世和等对案板遗址的傍龙寺、张家壕两个地点的断层剖面进行采样和对孢粉进行分析，发现傍龙寺第三层和第四层的年代可与中石器时代和新石器时代早期（距今 12000—8000 年）相对应，在傍龙寺剖面的第四层所见孢粉以草本植物花粉为主，占 78.5％—91.3％，木本植物花粉中以松属含量最多，占 50％—77.2％，在傍龙寺剖面第三层，草本植物孢粉略有增加，占 90.4％—91.4％，木本植物花粉中以栎属为主，占 35％－39.4％，根据各层花粉组合特征和花粉图示，可将傍龙寺第四层作为“松属、桦属花粉优势带，其中已不见晚更新世末次冰期耐寒的冷杉、云杉等，代表干凉气候的松属植物达到 65％左右，草本植物花粉大大超过林木植物，以旱生的蒿、藜为主，说明其植物是以松桦为主的针叶、阔叶混交林及广阔的草原，气温较干凉，但已不像末次冰期那样寒冷，气温开始回升转暖”。
在半坡遗址的仰韶文化早期文化层中，也发现了竹鼠、亚热带动物獐的骨骼。
另外，仰韶文化到龙山文化，从陕西关中到整个中原地区都发现了水稻的种植，说明该区域在第四纪全新世以来气候进入第一次温暖湿润时期，这时我国北方大部分地区气温较现在平均约高 2℃，一月均温约高 3℃—5℃，雨量充沛，植被丰茂，相当于亚热带气候特点。
陕西优越的地理环境、气候状态使其成为我国史前人类最早的聚居地之一。陕西地区发现的猿人、古人、新人等人类化石材料非常丰富，1963 年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所野外工作队对蓝田县城周边进行第四纪地质调查，在泄湖镇陈家窝村发现了一个属于猿人个体的下颌骨化石，通过扩大发掘又在蓝田县城东公王岭发掘出更多的重要的古动物化石，其中清理出猿人头盖骨化石一个，残缺的上颌骨化石一个以及一些牙齿化石。公王岭发现的猿人化石属于一个个体，经测定约为一个三十多岁女性，而陈家窝猿人化石为一个老年个体，两者的体质形态，表现出眉骨粗壮，前额低平，骨壁坚厚，头骨高度、脑容量很小，牙齿较大，约为 780 毫米，这些特点均表明其两者形态大体相当，因此定名为“蓝田中国猿人”，在陈家窝、公王岭及其附近还发现了旧石器地点十三个，计有陈家窝猿人化石层，公王岭猿人化石层，涝池河、陈家村、平梁、司马沟、赵村、公王岭附近、沙河沟、支家沟、于家西沟、王家坪、安沟及小子沟等。这些地点发现了一大批石器材料，种类有刮削器、尖状器、盘状器、石片、石核等，它们的主人应是蓝田猿人，虽然石器较为粗糙、原始，却表明蓝田猿人已经具有了初步打制石器的能力。
“近年来的考古研究证明，人类约诞生于 300 万年前，此期约同于地质学中的早更新世。通常将人类诞生至距今 13 万年前划为旧石器时代早期，距今13—10 万年前划为旧石器时代中期，距今 10—1 万年前划为旧石器时代晚期，整个旧石器时代的时间范围约同步于地质学中的早更新世、中更新世、晚更新世”。
蓝田猿人的发现“扩大了世界猿人地理分布范围，不仅填补了人类进化过程中的重要环节，为化石人类学、体质人类学、文化人类学、考古学的研究增添了极为重要的内容”，
表明了陕西史前人类发展的悠久历史，开启了这一地区人类历史的先河。
蓝田发现猿人化石之后，地质、考古工作者又在其周边发现了多处古人类居住遗址、打制石器及动物化石，如1981 年在秦岭北麓的蓝田辋川锡水洞古人类遗址，石器制作也显粗糙，但制作加工与使用的痕迹非常清晰，大多数采用单面反向打击法，“时代应为中更新世早期，亦即旧石器时代初期的文化遗存”。
1978 年在关中东北部大荔县甜水沟的岩壁上发现了一件古人类头骨化石，由于其发现于中更新世末或晚更新世早期的地层中，因此，属于早期智人，这一古人类化石被命名为“大荔人”，生活的年代距今 20 万年左右。“大荔人”介于北京人与丁村人之间，是我国已发现的最早的智人，他的骨骼与蓝田人、北京人等有明显的进化特征，“总的看来，大荔人的体质特征进步性大于原始性，它在人类发展阶段上是处于由猿人向智人进化的过渡阶段。他是这个过渡阶段上的一个典型代表”。
属于猿人和晚期智人的考古化石资料在我国境内经常有所发现，但属于早期智人的资料却极为少见，“大荔人”头骨化石的发现，完整程度极为罕见，不仅在我国化石人类学的研究中有着非常重要的价值，而且也揭示了陕西这一特殊的地理区域古人类的发展状况。
沙苑位于大荔县的东南部，早在 20 世纪 50 年代中期考古工作者就已在这一地区发现了一种独具特征的石器时代文化遗存，发现了包含有石片石器及细石器地点三十五处，采集到文化遗物一万多件。石器形状较小，根据打制方式的异同，包括细石器和石片两种，1973 年在这一地区发现了孩童顶骨一块，人骨的石化程度较轻，同时也未发现陶片，由此可以推断，它是我国黄河中游的中原地区晚于旧石器时代早于新石器时代的一种文化遗存。
距今一万年左右，我国原始人类进入到新石器时代。新石器时代的开始，大多以陶器、磨制石器、农业和家畜饲养业的产生为标志。
这一时期人类经过数十万年的漫长发展演进，为了生存改造适应了大自然的环境，积累了丰富的生活经验，他们用磨制的石器作为生产工具，产生了原始的农作物种植，还对野生的动物进行有针对性的驯化，从事一定规模的家畜饲养以保证食物的充足，同时以陶器制作为代表的原始手工业也逐渐发展起来，使用陶器为人类的生活生产提供了更多方便。
有关陕西地区的这一时期的考古资料丰富，表明这一地区原始人类得到了长足的发展，在我国新石器时代人类历史发展进程中占有重要地位。
1959 年北京大学考古专业师生组成的黄河水库考古工作队在关中东部的华县进行考古调查发掘时，在老官台、渭南白庙、北刘等遗址发现了有别于已知文化的陶片及其遗物，石器既有打制石器、细石器，也有磨制石器，有明显的新旧石器之间过渡的形态，陶器的陶质粗糙，质地疏松，聚落房址墓葬形式的结构特征均与仰韶文化特征有异，命名为老官台文化。
经过对关中地区元君庙遗址、北首岭遗址，甘肃大地湾等遗址地层关系的剖析，表明“老官台文化的相对年代早于仰韶文化的半坡类型，而半坡类型是仰韶文化的早期类型，所以老官台文化也就早于整个仰韶文化”。
老官台文化主要分布在流经陕西、甘肃两省的渭河、泾河流域，陕南的汉水、丹江上游地区，其中尤其是陕西的关中地区分布最为广泛，在这里已发现的遗址有华县老官台、元君庙，大荔梁家坡，临潼白家，渭南北刘、白庙，长安鲁坡头，西安半坡，宝鸡北首岭，彬县下孟村等十九处之多。经过对考古资料的分析测定，老官台文化距今年代在 7800—6800 年。
“老官台文化是分布在渭水流域的一种新石器时代早期文化类型……其年代大约延续有一千年的时间，许多遗址发现的地层叠压关系也证实了它早于仰韶文化的各个类型。老官台文化的发现和确立，弥补了石器时代考古的一个重大缺环，使仰韶文化起源问题的研究取得了重大的突破和进展”。
1921 年，随着瑞典地质学家安特生对河南渑池仰韶村史前文化遗址的发掘，揭开了我国新石器中期文化的大幕，在仰韶村安特生发掘出大量史前陶器、石器，探明了这是一处历时时间较长堆积丰富的史前遗址，“他从所发现史前遗址的规模、农业的发展、家畜饲养，石器、陶器与历史时期的比较以及人种资料的研究出发，指出仰韶文化之人种当为现代汉族之远祖，或与汉族极近之一民族。因此他将仰韶文化称之为‘中华远古之文化’，安特生对仰韶文化性质的判定，即对中国石器时代的确立，从根本上否定了中国无石器时代的论调”。
安特生随后又沿黄河、渭河向西考察发掘了包括河南渑池不招寨、杨河村，西安的十里铺，西宁的十里堡，甘肃临洮的辛店、马家窑，民勤柳相村、河井村等等遗址。在安特生之后，仰韶文遗址的发掘又取得了许多重大的考古发现，1926 年我国著名的考古学家李济与袁复礼等在山西夏县西阴村发现了黄河北岸第一个仰韶文化遗址，
1931 年梁思永在河南安阳市发掘了后岗遗址，发现了殷墟、龙山和仰韶文化相继叠压的三个文化层，
20 世纪 30 年代至今，在陕西大部、甘肃东部、豫西和晋西南的大片区域，属于仰韶文化的史前遗址被大量发现，数量众多，分布密集。
在我国仰韶文化遗址的发现发掘中，陕西关中地区是非常重要相对集中的区域。20 世纪 20 年代发现了十里铺遗址，30 年代北平研究院考古组主任徐炳昶等发现了米家崖遗址及大原村、姜城堡、斗鸡台等遗址，石如璋等对长安、户县、武功、扶风、岐山、凤翔等县进行调查，发现了洛水村、礼贤村、白龙湾、飞凤山、岐阳堡、三岔河等仰韶文化遗址，
50 年代至今，关中地区又有西安半坡、华阴横阵、宝鸡北首岭、福临堡、华县泉护村、元君庙、武功赵家来、临潼姜寨、渭南史家、北刘、扶风案板、高陵杨官寨、蓝田新街等等仰韶文化遗址被发现。
在陕西地区众多的仰韶文化遗址中，西安半坡、姜寨是最具新石器时代中期文化特征的史前文化遗址，也是我国仰韶文化研究中极具代表性、典型的史前文化遗址之一。
半坡遗址发现于 1953 年，1954 年 9 月由石兴邦主持开始正式发掘，到1957 年夏结束。在三年的考古发掘中，发现了保存基本完好的房屋基址四十多座，这些房屋集中分布，周围是环绕居住区的大围沟，围沟周边发现了陶窑和墓葬区，构成了整个聚落形态。半坡遗址出土了大量的骨制、石制、陶制生产工具，其石器除少量的砍伐器、刮削器之外，绝大部分为磨制石器。半坡遗址出土的生活用具主要是陶器，类别有饮食器、储藏器、水器等，不仅如此，半坡遗址的彩陶独具特色，造型丰富，表现人物、鱼、鹿、鸟兽、植物的内容多样。
1972 年至 1979 年，西安半坡博物院等对临潼县（今西安市临潼区）姜寨遗址进行了前后十一次科学的发掘，其居住区是由五组房屋组成，聚落中心有中央广场，有饲养家畜的圈栏，看管牲畜的夜宿场，周围有环壕，外围有手工业作坊和墓葬区。石器磨制精细规整，陶器制作数量多而发达，彩陶多为墨彩、红彩描绘的几何纹、动物纹及人面、鱼蛙纹等。姜寨遗址的发掘表明其与西安半坡、华县太平庄、扶风案板、宝鸡北首岭等均处于仰韶文化繁荣时期。
西安半坡、临潼姜寨以及陕西地区其他仰韶文化遗址的发现发掘，展现了这一时期原始人类生机勃勃、丰富多彩的生活场景，展现了原始人类在这里的演进发展历史。
新石器时代晚期，陕西地区原始人类的发展状况以客省庄二期文化，即陕西龙山文化为代表。龙山文化“因 1978 年首次发现于山东章丘县（今章丘市）龙山镇城子崖而得名，其分布地区很广，可分为陕西龙山文化，河南龙山文化，山东龙山文化以及豫陕交界地区的庙底沟（二期）龙山文化等不同类型，距今约4500 至4000 年”。
1955 年在陕西关中地区的长安客省庄发现的客省庄二期文化遗址，出土了大量灰陶质陶器，典型器形有陶斝、陶鬲、单耳或双耳罐，石器主要为磨制，陶窑为横穴，居住建筑出现“吕”字形双室，生产生活工具的制作质量精良，居住的条件、生产力水平都有大幅度提高。随着史前考古的进一步研究，陕西地区又先后发掘了属于这一时期的华县横阵遗址，武功赵家来遗址，临潼康家遗址，以及旬邑下魏洛、宝鸡石嘴头遗址等等。
1977 年开始，西安半坡博物院对岐山县的双庵遗址进行了发掘，这里出土的陶器显示其具有龙山文化的特征同时又具有地域文化特点。由此形成了陕西关中地区东西各具特色的龙山文化区域群体，即“双庵遗存主要分布在关中西部，即扶风县以西的宝鸡地区及甘肃东部的部分地区，陶器以红陶为主，以斝多鬲少为主要特征。客省庄二期遗存主要分布在关中东部，即华阴县（今华阴市）以西扶风县以东以及陕西东南的商县、商南县等区域，陶器以灰陶为主，以鬲多斝少为主要特征”。
客省庄、双庵等遗址的发掘，丰富了陕西地区新石器时代晚期在考古方面的研究资料，为我们展现了这一时期陕西地区原始人类经过数百万年左右对自然环境的适应与自身生存条件的创造，到史前末期生产力达到了新的水平，迎来了一个全新的历史阶段。
我国龙山文化后期，随着生产力水平的不断提高，原始人类在各方面如农业、家畜饲养、建筑、制陶、玉石器制造等等手工业方面取得了前所未有的成就，“农业和畜牧业高度发展，人口急剧增加，社会复杂化程度不断提高……有了阶级、贫富分化，人类社会向国家文明时代迈进”，
陕西地区龙山文化的发展作为一个地区性的代表，同样显示了史前时代的逐渐终结。
陕西史前人类历史表明，从猿人、智人时期到老官台文化、仰韶文化、龙山文化，各个时期在这里均创造了灿烂的文明历史，遗留下的重要且具代表性的文化遗址遗存，不仅表明了陕西始终是一处我国原始人类重要的繁衍生息发展之地，也为我们研究这一地区的史前文化提供了丰富的资料。