Proto-neolithicum is een term bedacht door Hans-Peter Uerpmann, maar zelden gebruikt, (meestal aangepast door Kathleen Kenyon), voor de overgangsperiode van een verzamelende economie naar landbouw in het westelijke Zuidwest-Azië. Het dateert uit de periode tussen 12.000 en 9500 v.Chr. en omvat de culturen van het Natufian en late Zarzian voor het vroege proto-neolithicum, en het Harifian, Sultanian en Khiamien voor het ontwikkelde proto-neolithicum.
De definitie van het neolithicum veronderstelt de domesticatie van planten en dieren, wat tot nu toe pas betrouwbaar kan worden aangetoond vanaf ongeveer 9500 v.Chr. Volgens deze definitie behoort het proto-neolithicum binnen het drieperiodensysteem nog steeds tot het epipaleolithicum. De auteurs die de term proto-neolithicum gebruiken, willen echter duidelijk maken dat het neolithicum wellicht eerder is begonnen, aangezien het met de huidige archeologische methoden slechts in beperkte mate mogelijk is om het oogsten van wilde granen zonder herbeplanting te onderscheiden van doelbewuste teelt. Alle andere sociaal-economische veranderingen van het neolithicum (bijvoorbeeld de behoefte aan een robuustere en duurzamere economie) worden in het moderne archeologische systeem niet meegenomen, o.a. een sedentaire levensstijl, aardewerk en gepolijste stenen werktuigen zijn al zichtbaar in het proto-neolithicum.