La plupart des peintures préhistoriques étaient fabriquées à partir de minéraux comme l'hématite, le fer et la limonite qui s'oxydent et se combinent pour former un pigment appelé ocre. Du charbon de bois, des os brûlés et de la calcite moulue ont également été utilisés. Ces matériaux ont été mélangés avec de la graisse animale ou d'autres matériaux liants pour former la peinture.
De nombreux pigments ont été créés à partir de divers mélanges de fer oxydé et d'autres minéraux. L'ocre rouge et jaune sont des exemples couramment observés dans les peintures rupestres préhistoriques. Les hommes préhistoriques les ont extraits de la terre et ont probablement parcouru des distances importantes pour obtenir les bons pigments. Par exemple, l'ocre utilisée dans les célèbres peintures rupestres de Lascaux provenait probablement de 40 kilomètres. L'ocre était très appréciée et servait à colorer les poteries et les outils. Les archéologues pensent qu'il avait une signification religieuse car on le trouve souvent dans les sépultures et sur les sites religieux.
L'argile a peut-être été utilisée comme liant pour créer des bâtons ressemblant à des crayons, tandis que des liquides tels que l'eau et le jus de légumes ont été utilisés pour créer une peinture plus fine. La peinture liquide était appliquée au doigt, avec des matériaux naturels comme le lichen ou les brosses en crin de cheval. Une autre technique courante consistait à souffler de la peinture à travers un os creux pour créer un spray. Cela a souvent été soufflé sur les mains pour créer un contour ou utilisé pour colorer de grandes zones.