Un'importante scoperta archeologica riguarda alcune statue ossee rinvenute nella Grotta delle Veneri presso Parabita, che dimostrano l'esistenza, già 20.000 anni fa, di culti riguardanti la fertilità. Un'altra testimonianza notevole della preistoria salentina è rappresentata da Delia, un'ominide di sesso femminile scoperto ad Ostuni. L'importanza di Delia è dettata dal fatto che essa conservava in grembo i resti di un feto in fase terminale, diventando quindi la più antica madre della storia di cui si conservino i resti. Questi resti rappresentano i primi consanguinei di cui si ha traccia del Paleolitico e dell’intera storia umana.

La presenza di uomini nel Salento durante il Paleolitico e il Neolitico è documentata anche da interessanti graffiti, pitture, utensili, resti umani ed animali, anch'essi rinvenuti nelle grotte della penisola. Sicuramente notevoli per qualità e quantità sono le incisioni e i graffiti della Grotta Romanelli, presso Castro, e della Grotta dei Cervi, presso Porto Badisco. A Roca Vecchia hanno inoltre rinvenuto un imponente sistema di fortificazioni risalente all'età del bronzo (XV-XI secolo a.C.). Nella stessa area si trova un altro sito archeologico importante: la Grotta della Poesia, scoperta nel 1983; essa si sviluppa circolarmente su una superficie di 600 mq. e reca numerosissime iscrizioni votive, talvolta sovrapposte, di epoche e civiltà differenti, che risalgono al VIII-II secolo a C Altre importanti testimonianze ancestrali sono rappresentate da alcune costruzioni megalitiche nel territorio, come i dolmen, menhir e specchie, che nei secoli successivi furono adibite al culto del Cristianesimo.