Las primeras evidencias de ocupación humana en Mazarrón se remontan al Paleolítico Medio: la Cueva del Palomarico, un hábitat en abrigo, en el que a finales del siglo XIX Louis Siret constató materiales líticos musterienses (300.000 / 40.000 a.C), y la Cueva del Hoyo de los Pescadores, en las proximidades de Cañada de Gallego, en la que también se localizaron materiales fechados en este período, así como gran cantidad de moluscos y gasterópodos, que evidencian la temprana explotación por parte de sus pobladores de los recursos marinos, aunque también se dedicaron a la caza de otros animales, como prueba la existencia de restos óseos en su interior de cabras, jabalíes, conejos y caballos.
Durante el Paleolítico Superior crece el número de yacimientos conocidos; continúan los hábitats en cuevas, la caza y recolección de frutos silvestres, así como la fabricación de herramientas en sílex; es el caso del yacimiento de La Peñica, en el que se encontró un gran número de núcleos de sílex, lascas y piezas con retoque procedentes de una cantera cercana, situada en la vertiente sur del Cabezo del Faro. Otro yacimiento de gran importancia es la Cueva del Algarrobo, excavado por Martínez Andreu entre 1986 y 1996, en el que se encontraron materiales fechados en dos fases, una Epipaleolítica y la segunda en el Magdaleniense Superior.
A partir del Neolítico comienzan a documentarse los primeros asentamientos al aire libre (Cabecico de Aborica, Cabezo del Asno). La caza y la recolección siguen siendo las principales actividades del ser humano, pero comienza la domesticación de animales y plantas. El yacimiento más importante es el poblado fortificado de Cabezo del Plomo, fechado en un período de transición entre el Neolítico y el Calcolítico. Se encuentra en la Sierra de las Moreras, junto a la rambla de las Moreras, a través de cuyo cauce se conecta fácilmente con el Valle del Guadalentín, principal vía de comunicación desde la Prehistoria entre el litoral y las tierras altas de Andalucía. En sus proximidades disponía de abundantes recursos mineros (aunque en las excavaciones no parece haberse documentado el trabajo del metal), y controlaba amplias extensiones de terreno aptas para la agricultura y la ganadería, además de encontrarse a escasos metros de la costa, donde obtendrían buena parte de los recursos que aseguraban su subsistencia y para fabricar objetos de adorno (conchas). En el yacimiento se encuentra también, en su parte superior, el acceso a una cueva, en cuyo interior había un acuífero y al que se accedía a través de galerías, descendiendo prácticamente hasta la base del cerro.
El poblado tiene una extensión de 3.200 metros cuadrados, rodeado en casi todo su perímetro por un recinto amurallado de un metro de anchura, jalonado a espacios más o menos regulares por bastiones defensivos, cuyos muros llegan a tener dos muros de grosor. Las casas, de planta circular, algo ovalada, conservan gran parte de sus zócalos de piedra, formados por una hilada de grandes piedras irregulares, pero bien encaradas hacia el interior. El suelo es de tierra apisonada de color amarillento. Aunque la pesca y la recolección de mariscos jugó un papel básico en su dieta alimenticia, también se constató la presencia de ovicrápidos, cerdos y conejos.
