في عصر الجليد تكاملت في العراق تكوين الجبال الشمالية الشرقية التي تعتبر امتداد شرقيا لجبال الالب وتكون ايضا السهل الرسوبي  على هيئة منخفض هبط نتيجة التحركات الارضية في الازمنة الجيولوجية السابقة. اما الهضبة الصحراوية في الغرب فهي امتداد شمالي لهضبة شبه الجزيرة العربية التي تكونت من صخور قديمة صلبة, وقد اثر هذا التفاوت في البيئة الطبيعية على احوال القطر الطبيعية والبشرية فكثرت الثلوج والامطار على جباله العالية وانحدرت من هذه الجبال الانهار نحو الضفاف الشرقية من نهر دجلة, بينما انعدمت على الضفاف الغربية لانخفاض الارض ولقلة الامطار. اما المناطق الوسطى والوسطى والجنوبية فقد قلة امطارها لقلة الارتفاع ولبعدها عن مهب الرياح العكسية, كما ان انخفاض الارض جعل هذا القسم عرضه لفيضانات الانهار فتكونت فيه البحيرات والاهوار وظهرت الحاجه لبناء مشاريع الري للزراعة ولدرء خطر الفيضانات المدمرة في العصور التاريخية المبكرة. وقد اثر كل من سطح العراق ومناخه على النبات الطبيعي فنمت الغابات والاشجار, وتعددت الحيوانات في المنطقة الجبلية وشبه الجبلية بسب وفرة المياه واعتدال المناخ كما نمت الاشجار والحشائش في السهول وعلى ضفاف الانهار والجداول مما ساعد على انتشار الصيادين لمطاردة الحيوانات ونما القصب والبردي في الاهوار, بينما انعدم النبات الطبيعي تقريبا في معظم الهضبة الصحراوية لقلة الامطار , ولعدم وجود مياه دائمية , ومعظم هذه النباتات فصلي وينمو في مواسم ملائمة ثم يجف في المواسم الاخرى. وكان العراق يتعرض لأمطار غزيرة كلما تعرضت اوربا لعصور جلدية, ولذلك كان اكثر رطوبة مما هو عليه الان. ويظهر انه شهد اربعة عصور مطيرة , بدأ اولها في اواخر عصر البلايوسين واستمر حتى بداية انتشار الجليد الاول (جليد كنز) في اوربا في عصر البلايستوسين. اما قمم الجبال في زاكروس فقد احتفظت ببرودتها اذا كانت على الدوام مغطاة بجليد سميك. ومن ابرز اثار العصور المطيرة والجافة في العراق حدوث المدرجات الانهار القديمة, وقد كشفت التحريات الجولوجية في حوض نهر دجلة عن خمسة من هذه المدرجات النهرية في شمال شرق طاووق وعن اربعة في منطقة راوندوز وعن ثلاثة في منطقة بلد وسامراء واهم الحيوانات التي عاشت في العراق في العصور الحجرية الفيلة والتيوس والاغنام والثيران والذئاب والنمور والاسود والفهد والضبع المرقط والكلب البري والخيول البرية وبنات آوى والثعالب والارانب والقطط البرية والجرذان.

اما النبات الطبيعي التي تنمو في تلك العصور فاهمها البلوط والجوز واللوز والفستق والصنوبر والحور والصفصاف. وفي هذه الطبيعة عاش انسان العصور الحجرية في العراق في كهوف المنطقة الجبلية وتجول فوق هضابها واقام المخيمات بالقرب من العيون وينابيع الماء, وعند وضفاف نهر دجلة والفرات في المناطق العليا والغربية, وجاب بادية الرطبة والاقسام الغربية من وسط العراق وجنوبه وفي جميع هذه المناطق ترك الاته وادواته واحيانا هياكله العظيمة اعتبارا من العصر الاشولي وحتى نهاية العصر الحجري القديم الاعلى.

 لا توجد في العراق اثار تعود للمراحل المبكرة من العصور الحجرية القديمة, اذ لم يعثر لحد الان على اي دليل اثري من العصر الانبيلي او من العصر الذي سبقه , واهم ما وصلنا من العصور الاخرى جاء بعضها من التنقيبات والبعض الاخر من التحريات واعمال التفتيش الاثرية ففي عام 1955 قامت بعثة امريكية من جامعة شيكاغو بتنقيبات قصيرة الامد في الموقع بردة بلكا واسم هذا الموقع اسم كردي مشتق من صخرة قائمة في الموقع, وهو يقع على بعد كيلومترين شمال شرق بلدة جمجمال في محافظة التأميم .

وتبين من الحفريات ان المكتشفات تعود الى مستوطن قديم اقيم في العراء ثم طمرته الطمى والحصى في عصر ممطر, فأصبح تحت مستوى سطح الارض بنحو خمسة اقدام وظهرت بين الاثار بقايا عظام الفيل ووحيد القرن والثيران والاغنام والتيوس البرية. ويبدو ان صناعة تلك الالات تعود لأواخر العصر الحجري القديم الاوسط, وبسبب هذا الاختلاط يفضل تسميتها بالآلات المرشولية مما يجعل زمن الاستيطان في هذا المكان في الفترة ما بين 100000و60000 سنة مضت . والارجح ان موقع بردة بلكا موقع موستيري سكنه انسان النياندرتال رغم اكتشاف بعض الالات الاشولية المتأخرة فيه. وفيما عدا ذلك لم يعثر على اثار تعود للعصر الحجري القديم الاول بواسطة التنقيبات , بل عثر على ملتقطات سطحية اثناء المسوحات الاثرية والتنقيبات الانقاذية في عدة مواضيع بهيئة الالات وادوات حجرية ابرزها الات القطع والفرم وبعض الفؤوس الكمثرية الشكل والشظايا والمقاشط والسكاكين من الصناعتين الاشولية والموستيرية . ففي حوض صدام في منطق اسكي موصل عثر على ما يقارب من اربعين موقع لأنسان العصر الحجري القديم الاسفل على مدرجات نهر دجلة فوق قرية رفان عليا الى الجنوب من مركز ناحية زمار في الطرف الغربي من الحوض, كما عثر على ما يقارب من نصف هذا العدد من المواقع على مدرجات نهر دجلة الشرقية واكتاف الوديان المؤدية اليه جنوبي مركز ناحية فايدة في محافظة دهوك, وابرز تلك الالات مفارم الرؤوس ومقاشط كلها من الصناعات الاشولية , ووجدت الات اشولية في اطراف قرية كرخوش وقرية بابيرة المغومرتيين الان بمياه الحوض وفي موقع مسنة بحوض القادسية عثر على فاس يدوية سمجة الصناعة ذات حافية منحنية قد تعود للعصر الحجري القديم الاسفل , كما وجدت الالات وادوات ربما كانت من العصر الاشولي بالقرب من كهوف الطار الواقعة الى يمين الطريق المؤدي الى قصر الاخيضر في مكان يعرف محليا بطار الجمل , وفي مكان اخر يعرف ب(حفنة الابيض) حيث عاش ذلك الانسان في مستوطنات غير بعيدة عن مصادر المياه. ويظهر ان  الالات الحجرية من العصر الحجري القديم الاسفل التي اكتشفت في مواقع غربي العراق تشبه ما اكتشفت سابقا من الات في مواطن نفس هذا العصر في هضبة الجزيرة العربية , والتقطت من منطقة الرزازة الات وادوات تعود للعصر الحجري القديم وعلى بعد كيلومترين غربي قلعة القصير في بادية السماوة وجدت الات حجرية من شظايا كبيرة وصغيرة الحجم تعود للعصر الحجري القديم او الاوسط.

واقدم التنقيبات التي كشفت اثار العصر الحجري القديم الاوسط الذي شغله انسان نيادرتال هي التنقيبات البعثة الامريكية في كهف هزار مرو, وهو كهف صغير يقع في الجبال المقابلة لمركز ناحية سورداش على بعد 18كم جنوب غرب بلدة السليمانية , اذ وجدت اثناء الحفريات الات حجرية موسترية الطراز في اسفل طبقات الكهف وهذه الالات عبارة عن سكاكين وقاشطات رؤوس وسهام ورماح صنعت بالتشكيلة الضاغطة او بالتثليم على جانب واحد او جانبين غير ان اهم التحريات تمثلت في تنقيبات جامعة ميشغن والمعهد السمثسوني التي بدأت في عام 1951في كهف شانيدر واستمرت حتى 1961ولو تكتمل التنقيبات لحد الان.

يقع الكهف في جبال برادوست في محافظة اربيل على ارتفاع 2100 قدم فوق مستوى سطح البحر بعد قليل من الضفة اليسرى للزاب الاعلى وهو من اوسع الكهوف في شمال العراق , اذ بلغ عرض فتحته 27مترا وارتفاعه 8متر وطوله 40 متر ويتسع عرضه من الداخل حتى يضل الى 60 متر تقريبا, وقد كشفت التنقيبات عن عدة طبقات للسكن في ارضية الكهف الحالية امتدت منه احدث العهود الى اقدم استيطان فيه يرقى العصر الحجري القديم الاوسط المسمى بالعصر الموستيري قبل 60 الف سنة مضت, على عمق 43 قدما .وتمثل الطبقات الاربعة السفلى طبقات العصور الحجرية وتعتبر الطبقة الرابعة الاسفل (D) اهمها لانها احتوت الات من العصر الموستيري مع بقايا هياكل عظيمة لتسعة اشخاص نياندرتالين, اثنان منها لذكرين (شانيدر2 و4)واثنان لانثنين (شانيدر6 و8) وثنان لطفلين دون السنة من العمر (شانيدر7و9) اما هياكل عظم شانيدر 1و3و5فكانت لرجال كبار في السنة عند وفاتهم ووجدت مع الهياكل العظيمة الادمية الات حجرية وبقايا عظام حيوانات وحشية للغزلان والثيران والتيوس مما يدل على ان الاصول الوحشية للحيوانات التي دجنت في العصر الحجري الحديث كانت موجودة في هذا الوقت, بل قبل هذا الوقت .واهم المكتشفات هي هياكل عظام انسان نياندرتال نفسه التي تمثل اولى بقايا عظمية تكتشف لأنسان العصر الحجري القديم في العراق. وقد وجد بعض الأنثروبولوجيين شبها بينها وبين انسان نياندرتال الذي سكن في جبل اكرمل بفلسطين ويرجح البعض وجود علاقة تطورية بينها وبين الانسان العاقل .