Η Ανώτερη Παλαιολιθική περίοδος στην Ελλάδα καλύπτει το διάστημα από το 35.000 μέχρι το 11.000 πριν από σήμερα, δηλαδή μέχρι το τέλος του Πλειστόκαινου. Ελάχιστα είναι μέχρι στιγμής τα στοιχεία για τη μετάβαση από τη Μέση στην Ανώτερη Παλαιολιθική, την περίοδο δηλαδή κατά την οποία εκλείπει σταδιακά ο άνθρωπολογικός τύπος του Νεάντερταλ και επικρατεί ο ανατομικά σύγχρονος άνθρωπος (Homo sapiens sapiens). Έτσι, παραμένουν ακόμη ανοιχτά τα ερωτήματα σχετικά με το ρόλο της Ελλάδας ως διαδρόμου πληθυσμιακών μετακινήσεων και εν γένει πολιτιστικών ανταλλαγών μεταξύ Ευρώπης και Εγγύς Ανατολής.

Η έλλειψη αρχαιολογικών και ανθρωπολογικών δεδομένων αφορά στην περίοδο 35.000-25.000 πριν από σήμερα. Αντίθετα, για την προχωρημένη και την Τελική Ανώτερη Παλαιολιθική (25.000-11.000 πριν από σήμερα) παρέχονται ασφαλέστερα στοιχεία από ανασκαμμένες και στρωματογραφημένες θέσεις, όπως τα σπήλαια Θεόπετρα Θεσσαλίας και Φράγχθι Ερμιονίδας, οι βραχοσκεπές Μποΐλα, Κλειδί και Καστρίτσα Ηπείρου και η υπαίθρια θέση Λεπτός Γιαλός Αλοννήσου.

Ανθρωπολογικά ευρήματα του Homo sapiens sapiens βρέθηκαν σε ταφές, στο σπήλαιο Απήδημα Μάνης (30.000 πριν από σήμερα) και στη Θεόπετρα (14.500 π.Χ.). Τα ευρήματα αυτά αποτελούν τις πρώτες από τον ελλαδικό χώρο βεβαιωμένες ενδείξεις σεβασμού και φροντίδας προς τους νεκρούς.

Τα αρχαιολογικά ευρήματα από τις παραπάνω θέσεις τεκμηριώνουν για πρώτη φορά την κατασκευή σκευών από ξύλο και πηλό (Θεόπετρα). Κυρίως όμως πιστοποιούν μεγαλύτερη ποικιλία στη λιθοτεχνία, που διαφαίνεται τόσο στη μορφή των εργαλείων, όσο και στην επιλογή της πρώτης ύλης που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τους. Στις λιθοτεχνίες του Κλειδιού και της Μποΐλας, χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, ένα είδος σκληρού πυριτόλιθου, η πηγή του οποίου εντοπίζεται πέρα από την κοιλάδα του ποταμού Βοϊδομάτη. Τα αντιπροσωπευτικότερα εργαλεία ήταν αιχμές βελών και δοράτων, φολίδες, ξέστρα, οπείς, λεπίδες και μικρολεπίδες.

Η εργαλειοτεχνία επεκτείνεται την περίοδο αυτή με τη χρήση οργανικών υλικών, όπως οστού και ελαφοκέρατου. Αιχμές βελών, βελόνες, οπείς και σπάτουλες προστίθενται στον εργαλειακό εξοπλισμό των κυνηγών της περιόδου. Τέλος, σφήνες από ελαφοκέρατο χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη κόκκινης ώχρας από κοιτάσματα αιματίτη στη Θάσο, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί ως χρωστική ύλη, ή για να εναποτεθεί σε ανθρώπινες ταφές!

Από την προχωρημένη Ανώτερη Παλαιολιθική πληθαίνουν τα στοιχεία στολισμού και κατ΄ επέκταση κοινωνικού συμβολισμού. Στη Θεόπετρα, στο Κλειδί και την Μποΐλα βρέθηκαν διάτρητα δόντια αρκούδας και ελαφιού, όστρεα (σαλιγκάρια), καθώς και οστό ζώου με εννέα εγχάρακτες, παράλληλες γραμμές. Πρόκειται για τα πρωιμότερα δείγματα παλαιολιθικής τέχνης στην Ελλάδα.

Την πανίδα της εποχής αποτελούν λιοντάρι των σπηλαίων, λυγξ, λύκος, ελαφοειδή, αιγαγροειδή, άγριοι ταύροι, χοίροι και όνοι, αλλά και μικρά θηλαστικά, όπως νυφίτσα, ασβός, κάστορας, τρωκτικά, καθώς και πτηνά, θαλάσσια και χερσαία γαστερόποδα. Η κοιλάδα του ποταμού Βοϊδομάτη αποτελεί μοναδικό παλαιοπεριβάλλον για τη μελέτη της εμβέλειας των παλαιολιθικών κυνηγών στις παράκτιες πεδινές εκτάσεις. Η τροφοσυλλογή περιλάμβανε την περίοδο αυτή μεταξύ άλλων φακή, βελανιδιά, σμέουρο, παπαρούνα, λαθούρι και λιθόσπερμο.

Η μετάβαση από την Τελική Ανώτερη Παλαιολιθική στη Μεσολιθική εποχή θέτει ακόμη πολλά απροσπέλαστα προβλήματα.