Le Scientific American déclare qu'au Paléolithique ou à l'âge de pierre, les gens vivaient comme des chasseurs-cueilleurs. Leur régime alimentaire variait selon la géographie, la saison et la disponibilité des aliments. Les paléolithiques ne cultivaient pas pour produire de la nourriture, planter des cultures ou élever des animaux domestiques. Leurs sources de nourriture consistaient en la chasse aux animaux, la pêche, la récupération des restes laissés par les animaux et la cueillette de plantes sauvages, de noix, de baies et de graines. Les régimes paléolithiques ne contenaient pas de céréales, de légumineuses ou de produits laitiers.
Les interprétations modernes du régime paléolithique prétendent offrir des bienfaits pour la santé, en reproduisant les types d'aliments disponibles pour les peuples paléolithiques. Par exemple, un régime paléolithique moderne ne contient pas de cultures vivrières domestiquées ou de céréales transformées, telles que le riz, le blé, les pommes de terre, le soja, les arachides, les lentilles, les haricots ou le maïs. Sont également interdits les produits laitiers ou toute forme de sucres transformés. La majeure partie de ce qu'on appelle le régime paléo se compose de viande, de poisson, de légumes, de fruits, de noix et de graines.
Bien que les nutritionnistes applaudissent à la suppression des aliments transformés et du sucre du régime paléo moderne, le régime manque d'équilibre nutritionnel. Il contient des niveaux élevés de graisses saturées provenant de la consommation de viande et un manque de fibres provenant de glucides complexes, tels que les grains entiers, selon le Scientific American. Les scientifiques remettent également en question la base de la promotion d'un régime paléolithique, car les humains modernes ont évolué depuis l'âge paléolithique. Les animaux et les plantes ont également radicalement changé. Par exemple, au fur et à mesure que les animaux laitiers étaient domestiqués, les humains ont développé une tolérance au lactose.