Ülempaleoliitikum (ülemine paleoliitikum või hiliskiviaeg) on paleoliitikumi kolmas ja viimane osa. See kestis umbes 40 000 kuni 10 000 aastat tagasi. Inimesed kasutasid tööriistu jahipidamiseks ja kalapüügiks. Nad arendasid ka koopamaalinguid. Sel perioodil kadus neandertallane täielikult, jättes Homo sapiens'i ainukeseks säilinud liigiks inimsugukonnast. Selle aja jooksul toimusid suured tehnoloogilised ja kultuurilised muutused: tekkisid peenelt töötatud kiviterad ja -lõiked, luust ning sarvest valmistatud tööriistad, kombineeritud (komposiit) tööriistad ning esimesed tõhusamad nõelad ja rõivad, mis võimaldasid elada külmema kliimaga aladel.
Euroopas, Aasias ja Aafrikas tuntakse seda aega kui vana kiviaja viimast osa. Regionaalselt tekkisid mitmed iseloomulikud kultuurid ja tehnikad (näiteks Euroopa Aurignacien, Gravettién, Solutréen ja Magdalenien), mis erinesid reklaamitud kohalikust ökoloogiast ja toitumisviisidest. Ülempaleoliitikumile iseloomulik on suurem liikumine ja ränne, eriti pärast külmemate perioodide taandumist.
Esimesed Lääne-Euroopast leitud kaasaegsed inimesed pärinevad umbes 36 000 aastat tagasi. Need fossiilid leiti Rumeenia edelaosas. Leiud tehti kivikoopast nimega Peștera cu Oase. Need varased Homo sapiens'i näited näitavad nii morfoloogilisi jooni, mis on sarnased hilisemate euroopa populatsioonidega, kui ka tunnuseid, mis viitavad võimalikule segunemisele teiste rühmadega (nt neandertallastega).
Lascaux' koopamaalingud pärinevad sellest ajavahemikust. Need kuuluvad alates 1979. aastast UNESCO maailmapärandi hulka ja asuvad Prantsusmaal. Lascaux' maalid ja teised selle aja kunstinäited (koopamaalingud, väikesed kujukesed ja graveeringud) näitavad keerukaid kujutamisviise, looma- ja mõnikord inimfiguure ning sümboolikat. Pigmentideks kasutati peamiselt räpast ja taimseid värvaineid ning tehnika hõlmas õhupritsimist, pintslit ja graveerimist.
Ülempaleoliitikumis kujunesid ka esimesed selged märgid sotsiaalsest ja sümboolsest käitumisest: isikukaunistused (helmeste ja ripatsite valmistamine), portatiivne kunst (väiksed nikerdused, nn Venus-kujud) ning keerukamad matmisrituaalid. Toitumine oli mitmekesine – suuremad saagloomajahid (mammut, põdrad, pühvlid meestes piirkonniti), kalapüük, kogumine, linnu- ja mereannipüük – ning elatuskasutused sõltusid aastaajast ja asukohast. Külmema kliimaga perioodidel levisid tehnoloogiad, mis võimaldasid paremat soojustamist (nt õmblusniitide ja nõelte kasutus), aga ka liikumine lõunapoolsetele aladele.
- Tehnoloogilised uuendused: pikad teralõiked (blade technology), burinid, lõiketööriistad, luu- ja sarvetööriistad, komposiittööriistad ja odad.
- Kultuurilised väljendused: koopamaalingud, portatiivne kunst, skulptuurid (nt Venus-figuurid), ornamentika ja kehaäritused.
- Sotsiaalsed ja rituaalsed tavad: matused koos esemetega, pigmendi (okker) kasutus rituaalides ning esivanemate kummardamine või teiste surnute meeldetuletamine.
- Keskkonna- ja kliimamuutused: perioodilised jäätumise faasid ja nende järgnenud soojenemised, mis mõjutasid jaotust, saagikust ja liikumismustreid (nt Last Glacial Maximumi mõju umbes 26–19 tuh. a tagasi).
Tõendid surmajärgse elu uskumuse kohta ülempaleoliitikumis hõlmavad matmisrituaalide ja esivanemate kummardamise ilmnemist: kivimatte, surnute paigutamist kindlatesse asenditesse, okkri (punane värv) kasutamist matustel ning mõnikord ka graveerimiseks või rituaalsete esemete lisamist hauakaevetesse. Need praktikad viitavad mitte ainult praktilistele matuseviisidele, vaid ka sümboolsele mõtlemisele ja usu olemasolule mingisugusesse „pärastellu“ või esivanemate rolli kogukonna elus.
Ülempaleoliitikum on olulise tähendusega ajajärk, sest paljud selle aja saavutused – täiustatud tööriistad, sümboolne mõtlemine ja kunst – moodustavad aluse hilisemale põllumajanduselukorrale ja kultuuride arengule. Kuigi paljud üksikasjad igapäevaelust ja uskumustest jäävad osaliselt oletuslikuks, annavad leidevaarid ja analüüsid selge pildi sellest, kuidas inimesed kohanesid erinevate keskkondadega ning arendasid keerukaid sotsiaalseid ja teknoloogilisi lahendusi.
