Paléolithique inférieur
La plus ancienne présence de l'homme en Franche Comté est attestée par la découverte, en1974, près de Vergranne (au nord de Beaume les dames), d'une dent fossilisée ayant apartenu à un enfant il y a environ 400 000 ans.
Les autres traces de la présence de l'homme correspondent essentiellement à des bifaces isolés trouvés dans les vallées de la Saône et de l'Ognon ainsi que dans le Revermont en bordure de Bresse.
Paléolithique moyen
Lors de la première moitié de la dernière période de glaciation les sites de Gigny-sur-Suran (Jura), Echenoz-la-Méline (Haute Saône) ou encore Besançon-Casamène (Doubs) ont révélé des activités de tribus Moustériennes.
Au cours des phases climatiques plus clémentes, les hommes de Néandertal colonisèrent la Franche-Comté.
Paléolithique supérieur
La dégradation du climat entre 25000 et 15000 ans rendit la région inhospitalière avec la formation d'une calotte glacière sur le haut-Jura. Les traces de présence humaines à cette époque sont très rares.
Les périodes suivantes
Le climat redevenant plus clément de nouvelles tribus porteuses de la civilisation Magdalénienne vinrent s'installer dans la région.
De nombreuses découvertes ont été réalisées parmi celles-ci ont peut citer le profil de Bouquetin sur un galet de calcaire à Ranchot (Jura) ou encore des os et des bois de Renne gravés à Arlay (Jura).
A la fin du IVème millénaire une forte progression démographique poussa les tribus à la sédentarisation avec des regroupements en village comme au camp de la Roche d'or (Besançon) et du bois du Mont (Désendans-Doubs). C'est à cette époque que sont apparues les cités lacustres de Chalain ou encore de Clairvaux dans le Jura.
L'agriculture céréalière (blé et orge) et l'élevage (boeufs et porcs) furent importés de la vallée du Rhône et de la région du Danube 4000 ans av. JC.
Entre 2600 et 2400 ans av. JC nous pouvons noter l'apparition de céramique au décor très élaboré ainsi que l'arrivée des premiers objets en cuivre venant de Suisse occidentale et du Languedoc.
Aux alentours de 1800 ans av. JC l'usage du bronze gagne le Jura.
A partir de 800/750 ans av. JC le bronze est remplacé par le fer. Dans le même temps certaines zones de montagne comme le secteur de Pontarlier, la vallée de l'ain ou les plateaux de haute Saône virent s'installer de petits groupes humains.
Le Néolithique des lacs (4000 - 2000 av. JC)
Plusieurs cités lacustres ont été répertoriées sur le premier plateau du Jura (500 à 600m d'altitude).
Une première implantation est découverte à l'extrémité nord du lac de Clairvaux, le hameau de la Motte aux Magnins installé à 100m environ du rivage sur une île qui émerge à peine des hautes eaux cette installation (3 à 4 rangées de maison rectangulaires) est datée d'environ 3700 ans av. JC.
Sur le même lac suivront d'autres implantations et l'abandon progressif de ce premier hameau.
Les rives du lac de Chalain ont été occupées de 3700 à 800 av. JC, on dénombre actuellement 24 habitats du néolithique et de l'âge du bronze construit chacun en 2 à 7 phases. Les premières découvertes du lac de Chalain datent de 1904.