Pećinsku umetnost uglavnom nalazimo na području Španije i Francuske, a sastoji se od slika, crteža i gravura na zidovima pećina. Moguća treća kategorija bi bile slike i simboli ugravirani na otvorenom prostoru, no malo je od toga ostalo sačuvano.
Figurativna paleolitska umetnost se odnosi na prikaz čoveka ili životinje, a nefigurativna na oblike znakova i simbola. Prikazi pojedinih životinja variraju od mesta i vremenskog perioda. Najčešće su se u pećinama prikazivali bizoni i konji, a mamuti i jeleni se nalaze samo na nekim područjima. Ribe i ptice su najčešće na nosivim predmetima. Prikazi insekata i biljaka su samo na nekim predmetima i jako su retki. Gotovo sve životinje su prikazane u profilu, uglavnom odrasle jedinke prepoznatljive vrste. Mnoge su životinje nedovršene ili dvosmislene, a ima i izmišljenih bića, kao jednorog u pećini Lasko. Broj figura varira od nekoliko do nekoliko stotina kao u pećini Lasko- Francuska.
Crteži su jakih konturnih linija a ispunjeni su drugom bojom od pozadine. Čovek ponekad iskorištava i formu zida, tj. udubljenja i ispupčenja zida za likovno oblikovanje životinja. Životinje su nabacane bez ikakvog reda, nema odnosa među figurama, ponekad su čak oslikane jedna preko druge.
Simboli i znakovi su mnogo češći u pećinskom slikarstvu nego prikazi ljudi i životinja. U rasponu od jedne tačke i linije do velike površine složeno grupisanih znakova mogu stajati samostalno u pećini, ipak češće se nalaze uz figurativne slike. Česti su jednostavni simbolički motivi, uključujući i otiske ruke u obojenoj zemlji kao znak „moje“.
Naučnici su početkom smatrali da je pećinsko slikarstvo bilo čisto dekorativnih razloga, bez konkretne važnosti, no nakon daljnjih istraživanja sve figure daju neki smisao toj umetnosti.
Po teoriji popularnoj u ranom 20. veku ljudi iz kamenog doba su slikali životinje iz razloga da će iste susresti u stvarnosti. Tako koplja i druga oružja na slikama mogu kazivati da će imati uspešan lov. Ipak, se ta teorija još razmatra. Sledeća popularna teorija kaže da su pećinske slike služile magiji plodnosti te su po njoj ljudi slikali životinje u nadi da će se iste razmnožiti i osigurati dovoljno hrane u budućnosti. Neki smatraju da će ponovn slikanje životinja po staroj slici osigurati ponovni povratak životinje svako proleće. Neka istraživanja su pokazala da su najraskošnije slike u pećinama sa osobito dobrom akustikom, te smatraju da je muzika imala veliku ulogu u obredu. Takođe su mnoge ostale teorije na razmatranju, no smatra se da jedinstvena teorija neće biti dovoljna za objašnjenje cele paleolitske umetnosti, koja je trajala 20.000 godina, na širokom području sveta.
Umetnost na zidovima pećina sastoji se od raznih tehnika. Neki crteži sadrže spojene ostatke mineralnih naslaga stalagmita i stalaktita za prikaz pojedinih delova životinje. Drugi dolaze od prstiju utisnutih u glinu koja se nalazila na stenama zida. Rad u glini nađen je samo na prostoru Pirineja, isto tako sadrži i gravure na plafonu pećine pa reljefi oblikovani u umetnim naslagama gline. Pećinski umetnici su modelovali bizona u reljefu u francuskoj pećini Le Tuc d’Audoubert, dok je u pećini Montespan (Francuska) trodimenzionalna skulptura medveda od 700 kg. U ilovači. Zidno vajarstvo u niskom i visokom reljefu, je nađeno samo u središnjim regijama Francuske, gde se glina mogla oblikovati. Otkriveni su i tragovi crvenog pigmenta na većini zidnih skulptura što znači da su nekad bili obojeni.
U nekim je pećinama plafon bio previše visok za slikanje bez merdevina ili skela. U pećini Lasko zidovi pokazuju rupe gde su mogle biti postavljene skele. Veličine crteža jako variraju. Slike bikova u pećini Lasko dugačke su 5,5 m1.
U razdoblju srednjeg kamenog doba (mezolitu) zbile su se tri promene od izuzetne važnosti za likovnu umjetnost. Prvo, teme slikarstva su raznovrsnije i, osim životinjskog sveta, pojavljuju se i ljudske figure. Drugo – u oblikovanju se napušta naturalizam i prikazivanje prirode, izbacuju se pojedinosti a likovi se pojednostavljuju poput znakova (stilizacija). Ti su likovi često jednobojni, površinski i deformisani (izdužene noge trkača). Istovremeno s pojavom organizovane grupe i podele rada u društvenoj zajednici (goniči životinja i lovci u zasedi), u slikama se javlja i kompozicija.
