Εποχή του Λίθου
Παλαιολιθική Περίοδος (2 εκ. χρόνια – περ. 11000 π.Χ.)
Μεσολιθική περίοδος (περ. 11000 – 7000 π.Χ.)
Εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα στις νότιες ακτές του Ρεθύμνου, έφερε στο φως λίθινα εργαλεία, όπως αχελαίους χειροπελέκεις και κοπείς, της Κατώτερης και Μέσης Παλαιολιθικής περιόδου στις περιοχές Πρέβελης, Σχοινάρια, Τίμιος Σταυρός και Κοτσυφού. Τα εργαλεία αυτά, κατασκευασμένα από τοπικό χαλαζία, με τα πρωιμότερα να χρονολογούνται τουλάχιστον στα 130.000 χρόνια πριν από σήμερα, αποτελούν ισχυρή ένδειξη για το πρώτο διά θαλάσσης πέρασμα των ανθρωπίδων, του είδους του Homo erectus ή Homo heidelbergensis, στις νότιες ακτές της Κρήτης από τον ελλαδικό ηπειρωτικό κορμό ή τις βόρειες ακτές της Αφρικής.
Την ανθρώπινη παρουσία στις νότιες ακτές του Ρεθύμνου κατά τη Μεσολιθική περίοδο επιβεβαιώνει η εύρεση λίθινων εργαλείων, όπως ξέστρων, κοπέων, λεπίδων και μικρολιθικών εργαλείων, κατασκευασμένων από τοπικό χαλαζία και κερατόλιθους. Τα ευρήματα αυτά εντοπίστηκαν κατά τη διάρκεια επιφανειακής έρευνας στις περιοχές Δαμνόνι, Αμμούδι, Σχοινάρια, Τίμιος Σταυρός, Πρέβελης και Άγιος Παύλος, καθώς και από την ανασκαφή σπηλαίου στο Δαμνόνι, κατά την οποία ανακαλύφθηκαν και λίγα εργαλεία από οψιανό μηλιακής προέλευσης, γεγονός που παρέχει σημαντική πληροφόρηση για την επικοινωνία και το εμπορικό δίκτυο κατά την περίοδο αυτή.
Νεολιθική Περίοδος (περ. 7000 – 3200 π.Χ.)
Κατά την περίοδο αυτή παρατηρείται εντατική χρήση των σπηλαίων, ενώ κατοίκηση διαπιστώνεται στις πλαγιές υψωμάτων και στους υψηλούς ορεινούς όγκους. Ίχνη ανθρώπινης δραστηριότητας εντοπίστηκαν στο σπήλαιο του Γερανίου, όπου επιβεβαιώθηκε σποραδική κατοίκηση ήδη από το 6000 π.Χ. και περιστασιακή εποχική χρήση του έως και το 3800 π.Χ., εποχή στην οποία χρονολογούνται και ίχνη εγκατάστασης στον λόφο της Φορτέτζας στο Ρέθυμνο.
Στο τέλος της περιόδου χρησιμοποιήθηκαν ως χώροι κατοίκησης και καταφυγίου το Ιδαίον Άντρον στον Ψηλορείτη, και τα σπήλαια Μελιδονίου και Ελλενών, μαρτυρείται κατοίκηση στην ακρόπολη της Αξού, ενώ ίχνη καταγράφονται στον Βρύσινα και την Κουρούπα.
Την ανθρώπινη παρουσία κατά τη Νεολιθική περίοδο μαρτυρούν και λίθινα εργαλεία, κυρίως πελέκεις, που έχουν βρεθεί στην Ονυθέ, τη Βιράν Επισκοπή, τις Σίσες, το Άνω Μέρος και τον Άγιο Ιωάννη, ενώ στη μετάβαση από τη Νεολιθική στην Προανακτορική περίοδο χρονολογούνται οικισμός νότια των Σελλίων, οικιστική εγκατάσταση στις Μέλαμπες και συνεχίζεται η χρήση του σπηλαίου στις Ελλένες.