يتألف ما قبل تاريخ الولايات المتحدة الأمريكية من الأحداث التي جرت على المناطق التي تعد اليوم جزءًا من الولايات المتحدة الأمريكية خلال الفترة الممتدة من تشكيل الأرض إلى فترة توثيق التاريخ المحلي بشكل مكتوب. كان ما يسمى اليوم «أمريكا الشمالية» في بداية حقبة الحياة القديمة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية آنذاك. ازدهرت الحياة البحرية في البحار العديدة لهذه الأراضي، مع أن الحياة لم تكون تطورت بعد على اليابسة. خلال الفترة المتأخرة من حقبة الحياة القديمة، حلت المستنقعات محل البحار على نطاق واسع لتكون موطنًا للبرمائيات والزواحف البدائية. سادت ظروف أكثر جفافًا عندما تجمعت القارات لتشكل بانجيا. سادت الأسلاف التطورية للثدييات في هذه البلاد حتى حدث انقراض جماعي أدى إلى انتهاء عصرها.
تبع ذلك العصر الثلاثي، وهو أول عصر في حقبة الحياة الوسطى. تطورت الديناصورات وبدأت صعودها للسيطرة، منتشرةً بسرعة في الأراضي التي تسمى اليوم الولايات المتحدة. سرعان ما بدأت بانجيا بالانقسام وبدأت أمريكا الشمالية بالانجراف باتجاه الشمال والغرب. في العصر الجوراسي المتأخر، كانت سهول الفيضانات في الولايات العربية موطنًا للديناصورات كالألوصور والأباتوصور والستيغوصور. خلال العصر الطباشيري، توسع خليج المكسيك حتى فسم أمريكا الشمالية بالنصف. سبحت البليزوصورات والموزاصوريات في مياهه. بدأ الخليج بعد ذلك بالتراجع في نفس العصر وأصبحت السهول الساحلية للولايات الغربية موطنًا للديناصورات كالإدمونوصور والترايسيراتوبس والتيرانوصور. أنهى انقراض جماعي آخر عصر الديناصورات.
بدأت حقبة الحياة الحديثة بعد ذلك. اختفى البحر الداخلي الذي كان في العصر الطباشيري تدريجيًّا وبدأت الثدييات تسود الأراضي. كانت الولايات العربية في العصر الإيوسيني موطنًا لجمال وخيول بدائية بالإضافة إلى المفترسات اللاحمة. دخلت بعدها الثدييات إلى المحيطات وسبح الحوت القديم الباسيلوصور في المياه الساحلية للجنوب الشرقي. هيمنت البرونتوثيريات الشبيهة بوحيد القرن في العصر الأوليغوسيني على داكوتا الجنوبية. منذ ذلك الحين بدأ المناخ في الولايات المتحدة يبرد وصولًا إلى العصر الحديث الأقرب، عند انتشار الجليدات الثلجية. جابت السنوريات سيفية الأنياب وكائنات الماموث الصوفي، والصناجة، والذئب الرهيب في الأراضي. وصل البشر عبر جسر من اليابسة بين سيبيريا وألاسكا وربما لعبوا دورًا في صيد هذه الحيوانات حتى الانقراض.