As esparsas evidências para a ocupação humana durante o Pleistoceno são algumas ferramentas feitas a partir de quartzo e quartzito, encontrados ao longo dos terraços do rio Mekong nas províncias de Strung Teng, Kratié e Kampot, mas não há datas para essa ocupação até o momento.
Outras evidências arqueológicas mostram comunidades de caçadores-coletores habitando a região do atual Camboja durante o Holoceno. O sitio arqueológico considerado mais antigo do Camboja é a caverna de Laang Spean, em Battambang, e pertence ao período Hoabinhian. Escavações nas camadas mais profundas indicam uma ocupação de 6000 a.C. Nas camadas mais superficiais do mesmo sítio, existem evidências de transição para o Neolítico, contendo dados das primeiras cerâmicas cambojanas.
Dados arqueológicos para o período entre o Holoceno e a Idade do Ferro são muito escassas. Outros sítios pré-históricos famosos na região é o Samrong Sen (não muito longe da antiga capital Oudong), onde as escavações na região iniciaram em 1877 e Phum Snay, na província do norte de Banteay Meanchey. Artefatos pré-históricos também foram encontrados em Ratanakiri durante uma mineração.
A evidência pré-histórica que chama mais atenção, provavelmente são os canais circulares (possivelmente canais de dranagem ou irrigação) descobertos em Memot e nas adjacências do Vietnã nos anos 1950. Sua função ainda não está clara, mas as datas mostram que sua construção pode ter sido em 2000 a.C..