Die Sahara war einer im Jahr 2009 veröffentlichten Studie zufolge in den zurückliegenden 200.000 Jahren dreimal für einige tausend Jahre begrünt: zunächst vor 120.000 bis 110.000 Jahren, dann wieder vor 50.000 bis 45.000 Jahren[1] und zuletzt während der sogenannten „grünen Sahara-Zeit“:[2] Als sich gegen Ende der letzten Kaltzeit die Tropische Klimazone erneut um 800 Kilometer nach Norden verschob, verwandelte sich die Sahara, die zuvor wie heute eine Wüste gewesen war, wieder in eine fruchtbare Savannenlandschaft.[3] Um 14.000 v. Chr. begann zunächst in Westafrika die letzte feuchte Periode, in Ostafrika setzte sie erst um 8000 v. Chr. ein.[4] Dieser Klimaveränderung folgten Jäger und Sammler aus dem Süden. Die Neolithische Revolution erfasste das Gebiet der Sahara etwa im 6. Jahrtausend v. Chr., als die Bewohner der Region mit dem Ackerbau begannen. Eine Städtekultur wie an den Flüssen Nil, Euphrat und Tigris ist aber nicht bekannt. Die ersten Felsbilder der Sahara entstanden um 10.000 v. Chr.

Zwischen 4000 und 3500 v. Chr. begann in der Sahara die Trockenphase, die innerhalb weniger Jahrhunderte oder Jahrzehnte zur Verdrängung des Lebens aus der Wüste führte. Als auch der Osten ab etwa 3300 v. Chr. langsam austrocknete, zogen sich die Menschen nach Süden oder ins fruchtbare Niltal zurück.[5] Aus der Zeit um 3200/3100 v. Chr., der prädynastischen Zeit des Alten Ägypten, stammen die in der östlichen Sahara aufgefundenen rätselhaften Clayton-Ringe. Im 2. Jahrtausend v. Chr. begann die Pferdezeit, so benannt, weil ab dieser Zeit Pferde in den Motiven der Höhlenmalerei vorherrschen. Ebenso wie in Ägypten, Anatolien und der Ägäis wurde im 16. Jahrhundert v. Chr. die „Wunderwaffe“ der Bronzezeit eingeführt, der Streitwagen. Pharao Ramses III. listet 92 Streitwagen sowie 184 Pferde als Beute seines Libyen-Feldzuges auf.

Mit der Austrocknung der Sahara kam der langsame Niedergang von Ackerbau und Viehzucht. Durch die assyrische Eroberung Ägyptens im 7. Jahrhundert v. Chr. kam das Kamel nach Afrika und löste das Pferd als wichtigstes Lastentier ab. Spätestens seit der Ptolemäerzeit wurde es im größeren Maße eingesetzt.

Im Zentrum der Sahara entstand ab dem 5. Jahrhundert v. Chr. das Reich der Garamanten, das zum einen auf erfolgreicher Oasenwirtschaft basierte, dessen großer Reichtum aber aus dem Handel zwischen Afrika und dem Mittelmeerraum zunächst mit den Griechen über Kyrene, dann mit den Römern über Leptis Magna beruhte. Der Niedergang des Weströmischen Reiches stoppte diesen Handel weitgehend, und die Erschöpfung von Grundwasservorräten schränkte die Oasenwirtschaft ein. Das Ende kam aber erst mit der Eroberung durch die muslimischen Araber.