在新石器時代，人類在農牧業、磨製石器、寶石製作、制陶方面取得突出的結果，並開始了最初的冶金嘗試。小亞細亞半島上的加泰土丘是在人類進入文明時代之前最大的聚居地，也是人類文化史上的早期冶金中心之一，在加泰土丘西邊山丘展示了公元前 6200—前5200 年從新石器時代到銅石並用時代的演變。早在約公元前 6000 年這裡就出現了鉛制飾物，約公元前5800年又出現鉛銅合金的珠、管等飾品，在房間壁畫顏料中使用的石青、孔雀藍等表明此時已較多利用礦物原料，遺址中發現的紅銅渣證明冶銅的存在，加泰土丘冶煉銅器在周邊地區遺址多有發現，說明加泰銅器已成為貿易利器。
然而冶金術的出現並沒能阻止加泰土丘走向衰敗。從約公元前6000年開始，加泰土丘人口不斷減少，只剩下3000人，到約公元前5200年最終廢棄。大體同時，在過去領先的黎凡特地區的耶利哥等聚落也迅速走向衰落，淪為荒丘。這些早期大型農業聚落衰敗的根本原因是原始農業屬於「刀耕火種」，這種種植方法對生態破壞極大，許多年后土地糧食產量會越來越低，逐漸種不出糧食。等到周邊的土地都開墾完畢，多餘的人口就只好移居出去，如果正好遇到乾旱降臨，那麼像加泰土丘、耶利哥等大型聚落將免不了走向衰落。
農業革命使人類從食物的採集者轉變為食物的生產者，最初的農業中心也是最早的農作物馴化的基地。世界上能夠馴化成農作物的植物是有限的，有些地區由於沒有任何可供馴化的植物，所以也根本不可能成為農作物馴化的基地。而黎凡特與中國這兩個地區因為是大量重要農作物的野生祖先的聚居地，因此成為最早的兩大農業革命中心。
農作物生長離不開水源，原始農業完全依靠天然降水，這不僅難以滿足農作物生長的需要，也限制了農業向乾旱地區擴張。人們在完成馴化農作物這一偉大革命後，又開始了第二次偉大的冒險，那就是遷移到大河流域地區，嘗試引水灌溉以彌補天然降水的不足。
在黎凡特和安納託利亞農業聚落走向衰敗的同時，也正是東南部兩河流域平原興起的時候，這很大程度是受來自黎凡特和安納託利亞的移民影響，天然降水的減少，導致人們前往低地的兩河流域開始人工灌溉。人類文化中心就此轉移到像兩河流域這樣的大河平原地區，這些區域灌溉便利、地勢平坦、沃野千裡，利於農作物培植和生長，在這些大河地區發展出不同於臨時性耕作——刀耕火種的原始農業——的長久性耕作——「灌溉農業」。災難在給人類帶來困苦的同時，也讓人類再次實現了技術飛躍，灌溉農業結束了人類刀耕火種的原始遷移階段，讓一小片土地也能養活密集的人口，人類開始進入長久定居階段，並由此產生了人類最早的文明。
那麼最早的大河文明出現在哪裡？將會有哪些大河流域發展出文明？各大河流域的地理特徵又會使各文明形成哪些不同的特點？為什麼在有些大河流域沒能形成文明？中國的大河流域地區在這時期發展如何？神話傳說中的故事能否幫助我們了解這段上古歷史？
兩河流域與黎凡特同屬新月沃地，這裡也是最早大規模發展灌溉農業的地方，本章的內容也將從兩河流域這片古老的土地開始。