Древнейшая верхнепалеолитическая мелкая пластика относится к ориньяку и граветту. Широкое распространение получают женские фигурки высотой от 12 до 25 см из бивня мамонта. Они найдены в основном на территории СССР, но также во Франции, Италии, Австрии, Чехословакии. Фигурки натуралистические, с большими грудями, толстыми животами и ягодицами. Имеются и фигурки животных, изображающих объекты охоты верхнепалеолитического человека.
В раннемадленское время, когда статуэтки в основном исчезают, широко распространяется гравировка по кости или камню, а в середине мадлена — различного рода рельефы и крупная круглая скульптура, но преимущественно во франко-кантабрийском регионе. Сюжетами этих изображений по-прежнему являются объекты охоты — олень, лошадь, дикий бык.
Наскальные гравировки, рельефы и живопись обнаружены главным образом на юге Франции и севере Испании. Это гроты Дордони, пещеры в Пиренеях. В некоторых из них найдены десятки и сотни изображений. Самые известные из пещер — Альтамира в Испании, Ласко и Фон-де-Гом во Франции. Техника изображения различна: комбинация гравировки и живописи. Первоначально использовались контурные рисунки, иногда — с однотонной закраской всего изображения. Затем гравировка выходит из употребления, а живопись развивается в направлении многоцветных изображений, с попытками дать представление о перспективе и о движении животного, которое остается основным сюжетом изображения. Человеческие фигуры в этом искусстве редки.
В Европе выделяют три области верхнепалеолитического искусства. Наиболее богат франко-кантабрийский регион. Для него характерны более или менее реалистические изображения животных и гравировка на стенах и потолках гротов и пещер. Средиземноморская область — преимущественно Италия, где палеолитическое искусство имеет определенную тенденцию к схематизации и геометризму. Восточная область простирается от Центральной Европы до Сибири. Для нее характерны мелкая пластика, геометрическая орнаментация и гравировка на скалах, но и здесь представлена пещерная живопись — изображения мамонтов, лошадей и других животных (Капова пещера на Урале).
Наступление постледникового периода, или голоцена, ознаменовалось значительными изменениями природных условий в Европе. В конце плейстоцена вымерли многие из гигантских травоядных, составлявших характерную черту фауны ледникового периода. Мамонт на Украине существовал до XI тыс., а шерстистый носорог и степной бизон — до IX-VIII тыс. Исчезли мускусный бык, гигантский олень, лев, гиена, а северный олень и песец значительно продвинулись на север.
Экологические изменения после конца оледенения имели комплексный характер: менялись и температура, и влажность, а вместе с ними — растительность и животный мир. Важное значение, особенно для датирования, имеет многократное изменение уровня морей.
Первая теплая климатическая фаза постгляциала названа пребореалом. За ней последовал более сухой бореальный период, сменившийся влажным и теплым атлантическим, во время которого был достигнут максимум температур и осадков. Пребореальный период в целом датируется концом IX — началом VII тыс., хотя существуют различия в его датировке в разных частях Европы. Бореальный период в общем относят к началу VII — середине VI тыс., атлантический — к середине VI — середине III тыс., но и в этих датировках есть известные колебания.
Начавшийся в Европе во второй половине IX тыс. значительный сдвиг на север температурных зон означал, что человеком могли быть заселены те регионы, которые ранее были для него недоступны, например север Скандинавии и Шотландии или высокогорные зоны — Швейцарские Альпы,
С началом бореального периода сухость климата Европы возросла, что привело к существенному понижению уровня внутренних вод. Так, в Центральной Европе в бореальный период они были на 1-3 м ниже, чем в последующий, атлантический. Возрастание количества осадков в начале атлантического периода не только подняло уровень внутренних вод и морей, но изменило береговые линии и заставило некоторые группы населения сменить хозяйственные территории и даже направление хозяйственной деятельности.
Крупные перемены произошли в растительности и ландшафтных зонах. Обширные открытые пространства тундры стали исчезать, уступая место лесам. В Англии березово-сосновые леса сменились дубовыми с примесью сосны и орешника. Дальнейшее повышение количества осадков и среднегодовых температур привело к новым изменениям в составе леса, например, увеличению количества ольхи. В лесах Центральной Европы пропорции различных видов деревьев менялись в зависимости от почвенных условий.