新疆地处东西方交通要冲，文明起源很早，距今4000年起，新疆大地陆续步入了青铜时代，
至迟在公元前7世纪左右，新疆开始使用铁器:
这柄铁剑” 锻铸”并存， “中西”合璧，综合了东西方铁器工艺。
新疆大地，很早就存在古代人类的活动。但受考古工作的局限，我们还没有发现旧石器时代的人类化石。目前所见最早的文化遗址，均属旧石器时代晚期遗存，绝对年代在距今两万年至一万年前。遗址点有吐鲁番盆地内交河故城西南台地旧石器地点，艾丁湖烽火台附近旧石器地点，和布克赛尔骆驼石旧石器地点，帕米尔高原塔什库尔干河谷吉日尕勒人类烧火遗迹，阿勒泰哈巴河多尕特彩绘洞窟等处。
吐鲁番交河沟西旧石器地点，位于伊什郭勒沟东岸晚更新世地层中。在这一地层距地表深10米处采集到一件手镐和一件石片；傍近地表采集到580件应属旧石器时代晚期类型石器，原料主要为火山凝灰岩、粉砂岩和硅质岩。
艾丁湖烽火台附近旧石器地点，是一处有确切地层依据的重要遗址。小规模试掘显示石器埋藏于地表以下的细砂和粉砂层中，以小型石核、石片、刮削器为主，应属于旧石器时代晚期。
骆驼石旧石器地点位于和布克赛尔蒙古自治县和什托洛盖镇，面积约20平方公里。石器分布于地表，以大型为主，有砍砸器、刮削器、薄刃斧和手镐等。
塔什库尔干县吉日尕勒旧石器时代遗存，主要是一处人工用火堆迹。位于塔什库尔干河东岸第三阶地晚更新世沉积中，埋藏于阶地表面以下5米多深处。烧火堆残迹在剖面上呈透镜体形状，其中有少量烧骨，灰烬周围的沉积物中也有零星的动物骨骼。在附近堆积的人工挖土内，采集到一件用石英砾石打制而成的砍砸器和若干碎石片。
在阿尔泰山西段哈巴河境内别列泽河谷的多尕特，考古工作者曾发现7处岩洞，留存赭红色彩图画。其中一处洞窟，绘画猎人以投枪、长矛狩猎牛、马等大兽。牛、马等食草类大兽，是旧
石器时代早期人类围猎的主要对象，因而多尕特岩画的绝对年代应在距今一万年以前。
1987年6月，由中国科学院古番椎动物与古人类研究所、美国亚里桑那大学、中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所科研人员组成的调查组，在塔里木盆地南缘的和田地区发现了三处据认为可能是属于旧石器时代的文化遗址：一是在和田市哈因达克以南约10公里的玉龙喀什河右岸，河流转折处的阶地上，采集到8件由变质砂岩、安山玢岩打制成的石器，有砍砸器、石锤和石片等。二是在民丰县南尼雅河两主源汇合处北约15公里的纳格日哈西北的干河床岸边，采集到了5件用黑色和灰色角岩砾石打制成的锤击石片。三是在洛浦县东南约25公里的干河床岸边，采集到了用黑色和灰色安山玢岩打制成的石核、石片各1件。上述各处采集到的遗物也向人们提供了一些探索新疆旧石器时代文化的信息。
新疆地区较为确切的属于中石器时代的文化遗址主要是哈密的七角井和三道岭、鄯善县的迪坎尔和莫都尔库什、木垒县的七城子等遗址。
上述遗址采集到大量的打制细石器和石片石器，其中细石器主要是各种形状的石核和石叶，石片石器主要是各种刮削器、尖状器、切割器、敲砸器、斧形器等。另外，还有少量的石核石器，如砍砸器和斧以及大型打制石器等。这些遗址没有发现磨制石器和陶器。所以，按一般概念，应属于中石器时代。
新疆属于新石器时代的文化遗址是比较多的，几乎遍布全疆各地。主要有吐鲁番的阿斯塔那、乌鲁木齐的柴窝堡、尉犁县的辛格尔和罗布泊周围地区、疏附县的乌帕尔等。
阿斯塔那遗址位于吐鲁番市东南约37公里的阿斯塔那村(三堡)西北方的戈壁滩上。考古工作者曾于1959年、1960年先后进行过三次调查，共采集到760多件石器和110多件陶器。石器主要包括石片石器、石核石器、细石器和磨制石器。陶片基本上是夹砂红陶，少数呈灰黑色。纹饰简单，有按捺纹、编织纹、
划纹、篦纹等。器形主要有缸、瓮、壶、钵、碗、碟等。
柴窝堡遗址位于乌鲁木齐东南约50公里的柴窝堡湖畔。在这里共采集到600多件石器和少量陶器。由于没有一件磨制或有磨制痕迹的石器，柴窝堡遗址可能是属于中石器时代或新石器时代初期的文化遗址。所采集的陶片多为夹砂红陶，少数为夹砂灰陶。另外，还采集到两小块彩陶片，绘有红彩，饰方格网纹。
辛格尔遗址位于尉犁县以东辛格尔村西的沙丘中，在这里先后采集到数百件石器和一此陶片。石器主要是细石器和石片石器，还有少量的磨制石器。细石器中有圆锥形和圆柱形石核及条形石叶，石片石器有各种类型的刮削器和尖状器等，磨制石器仅有残破的磨盘和磨棒。陶片为夹砂红褐陶，少数陶片上有划纹或锥纹。
新石器时代文化遗址在罗布泊地区分布面较大，主要集中在孔雀河人罗布泊的三角洲地带以及孔雀河下游的小河、楼兰城附近。在这些地方，先后采集到细石器数百件。从制造技术上分，有打制石器、磨制石器和打磨兼施的石器。从形状和用途上分，有石核、石叶、石片、石镞、石矛等。此外，还有磨制石器。陶器为夹砂褐陶或灰陶，有个别彩陶片，红衣黑彩。纹饰有倒三角形、水波纹和竖条纹。
乌帕尔遗址有多处，都处于葱岭东麓群山环抱的山前地带。其中，在霍加阔那勒和苏勒塘巴俄两处遗址，采集到400多件石器，另外还有陶片、骨器和小件铜器等。石器主要有细石器、石片石器和磨制石器。由于出现有铜器，所以有人认为，该遗址时代稍晚或持续时间较长。
考古资料表明，距今4000年起，约与中原夏王朝相当，新疆大地陆续步人了青铜时代。孔雀河下游的古墓沟、小河墓地，天山南麓和硕辛塔拉、阿克苏喀拉玉尔衮、库车喀拉墩遗址下层，哈密五堡古墓地，阿尔泰山南麓克尔木齐早期石棺墓，准噶尔西部塔城卫校、托里县萨孜村，伊犁河流域巩留县阿格尔森等处，是这一历史时段内比较重要的考古遗存。
上述青铜时代遗址出土资料表明，青铜器已逐渐在当时社会生活中占有重要地位，种类包括斧、铲、凿、镰、锥、刀、矛及各种装饰物。不同地点显示着不同地域的特色，同时又表明与邻近地区间存在着一定的联系。新疆东部(如哈密)，就明显地受到甘肃四坝文化的影响；伊犁巩留阿格尔森所见铜斧、镰、凿等工具造型及饰以蕉叶纹装饰，与西邻的安德罗诺沃文化有相同风格；罗布淖尔古墓沟、小河等遗址点，僻处于荒漠深处，文化面貌上显示着极为浓烈的个性特征。
大约在公元前7世纪左右，新疆开始使用铁器。到公元前三四世纪前后，铁器的使用已较为普遍。