Важливим і принципово новим явищем, що характеризує майже повсюдно пізній неоліт і зберігається потім в епоху бронзи, є мегалітична архітектура (мегаліт — від грецького — «великий камінь»). Це свідчить і про технічні можливості, що зросли, і про нові естетичні та ідеологічні потреби людей.

Раніше люди вже придбали певний досвід будівництва житла: напівземлянки палеоліту, глиняні будинки трипільської культури. Але ті споруди носили суто утилітарний, практичний характер, мегаліти ж пов'язані з релігійним культом. Мегалітичні споруди були декількох видів:
менгір — вертикальний камінь, висотою іноді до 20 м; у Франції зустрічаються поля таких стовпів, що тягнуться на 2—3 км; вони були або об'єктом поклоніння, або позначали місце церемоній:;
дольмен — кам'яний ящик, найпростіший його варіант — два вертикально поставлені плоскі камені, перекриті третім; дольмени, як правило, служили місцем поховання членів роду;
кромлех — кам'яні плити або стовпи, розташовані по колу; в Україні знайдені кургани, оточені кромлехом.

Найбільш відома і складна мегалітична споруда знаходиться в Англії, біля Стоунгенджа. Кам'яні стовпи різного розміру розташовані декількома концентричними колами. Зовнішнє кільце складене з невеликих каменів, а внутрішнє — з дуже великих менгірів, які попарно перекриті плитами. У центрі споруди лежить квадратна плита. Деякі вчені вважають, що ця споруда могла використовуватися для астрономічних спостережень, оскільки через вертикально поставлені пари каменів зручно стежити за рухом Сонця, Місяця. Тому в літературі Стоунгенджський кромлех іноді називають обсерваторією.