El periodo Formativo o preclásico mesoamericano comienza con un prolongado proceso de sedentarización que se da a partir del año 2.500 a. C., aunque la agricultura se descubrió varios miles de años antes, que fue el principal factor de sedentarismo y la base de la economía de todos los pueblos en la región. Ésta es la etapa en la que realmente se comienzan a fraguar, a dar forma a los rasgos característicos que definirán culturalmente a Mesoamérica y que se desarrollarán en toda su plenitud en el siguiente periodo, en el Clásico, que dará comienzo a partir del año 200 d. C., justo cuando se dá por concluido el Formativo.
La aparición de la cerámica es el factor que se toma como referente en este periodo, con dos enclaves arqueológicos que se distinguen en antigüedad, Puerto Marqués (en la costa del estado de Guerrero y correspondientes al siglo XXVI a. C.) y Purrón del Valle de Tehuacán (centro de México, con datación del siglo XXIV a. C.). Los vestigios hallados en estos sitios son la referencia para los investigadores, que ven en ellos el punto cero o de partida en el desarrollo tecnológico mesoamericano. Estos hallazgos también son objeto de controversia para algunos especialistas, que opinan que la aparición de los restos cerámicos son el eslabón, el enlace de un más que probable vínculo con los pueblos de la costa del Ecuador.
Además de la cerámica, aparecen otros inicios que marcan el desarrollo tecnológico en la región mesoamericana, como los primeros templos y la intensificación del culto a los muertos y una incipiente religión que se desarrolla a través de la magia; así como una organización totémica o clánica, que evoluciona hacia la reciente aparición del sacerdocio.
Cronológicamente, el Preclásico se divide en tres periodos: el Temprano (2.500 - 1.200 a. C.) fue una época en la que sólo existían grupos tribales en asentamientos permanentes junto a los campos de cultivo. En ella se generaliza el desarrollo de la cerámica y se consolida la agricultura, con el cultivo del maíz y otras hortalizas. Se inicia un proceso social de estratificación que finaliza con la aparición de las primeras sociedades marcadas por diferentes capas, en la costa del golfo de México y en el Pacífico de Guatemala. En este primer tramo del Preclásico destaca la cultura Capacha, un importante motor de la maquinaria civilizadora de Mesoamérica. Fruto de una fase recesiva en la que entraron las culturas de Occidente y la asimilación de éstas con los pueblos con los que habían tenido relaciones, en el 1.500 surgieron Tlatilco, en el valle de México, y la cultura olmeca, en el Golfo. Especializado en los recursos del lago Texcoco y la agricultura del maíz, Tlatilco se convirtió en uno de los centros sociales más importantes de la época. Algunos investigadores opinan que fueron los antepasados de los otomíes los fundadores de Tlatilco.
En el Preclásico Medio (1.200 - 400 a. C.) se producen cambios tecnológicos considerables. Evolucionan las técnicas agrícolas y se construyen canales, terrazas y otros sistemas de control de las aguas para regadío. Hacia el 700 a. C. aparecen en Tehuacán sistemas de irrigación, lo que trajo consigo el aumento productivo de la tierra y una mayor variedad de plantas cultivadas. Estos avances agrícolas permitieron el desarrollo tecnológico en otros campos, la mayor producción de productos y el fomento del intercambio o comercio de materias primas. Son los primeros pasos hacia el fortalecimiento de la unidad cultural e histórica en Mesoamérica. La ocupación o especialización en el cultivo del alimento básico permitió la dedicación de otros a otras funciones o labores secundarias, algunas relacionadas con la magia y la religión, y la elaboración de objetos suntuarios con los que comerciaban.
El preclásico Medio corresponde al periodo de mayor florecimiento y expansión de los olmecas. Es en este periodo cuando surge la característica más importante, la diferenciación social. Así mismo surge la escritura y el calendario que, según Joyce Marcus, aparecen a partir del año 600 a. C.; los primeros registros calendáricos en monumentos de piedra más antiguos en el valle de Oaxaca: el monumento 3 de San José Mogote, las lápidas de los Danzantes de Monte Albán y las Estelas 12 y 13 de este mismo sitio. El intercambio de productos tropicales de su área y el control de yacimientos minerales de Guerrero y Morelos, donde establecieron enclaves como Teopantecuanitlán y Atlihuayán. El impulso e influencia de la cultura olmeca fue tan importante que alcanzó toda el Área Maya y hasta la península de Nicoya, Costa Rica, y a sus vecinos del sureste y Oaxaca.
El tercer periodo o Preclásico Tardío (400 a. C. - 200 d. C.) lo marca la decadencia de la cultura olmeca. En esta etapa cultural, lo que eran pequeñas aldeas aumentaron de tamaño hasta convertirse en enormes y complejos centros de poder, rodeados por otros núcleos más pequeños. Estos núcleos urbanos o aldeas se estructuraron por orden de importancia y comenzaron a pagar tributo a los centros mayores, acabando por depender de ellas económicamente. Los grandes centros urbanos se ubicaban alrededor de enormes plazas, con un tipo de arquitectura que a la vez se componían de plazas y plataformas religiosas, templos monumentales formados a base de plantas superpuestas, rectangulares o circulares, que acababan con un adoratorio en su cima y a la que se accedía por grandes rampas o escalinatas.
En el desarrollo económico, el comercio tuvo también su gran importancia, especialmente entre los centros mayores, que comenzaron a disputarse el control comercial y político, lo que les llevó a enfrentamientos bélicos entre sí. De igual manera este periodo supuso un espacio temporal en el que proliferaron las esculturas religiosas, reproduciéndose en ellas episodios míticos y escenas cosmológicas, como los relieves de Izapa. Así mismo, se estima que fue en este tiempo en el que dio comienzo el desarrollo de la escritura, que se extendió por una amplia región, abarcando territorio de Oaxaca, Veracruz, Tabasco, Chiapas y Guatemala.
Al final de este periodo preclásico o Formativo son los núcleos de población localizados en el valle de México los que atraen y concentran la hegemonía política y comercial. Las pequeñas aldeas que se situaban en los alrededores del lago Texcoco se transforman en grandes ciudades, como la anteriormente mencionada Tlatilco, situada en la ribera norte del lago, o Cuicuilco, en las faldas de la serranía del Ajusco. La primera de ellas mantenía fuertes relaciones culturales con Occidente, en cambio, la segunda controlaba el comercio en el Área Maya, Oaxaca y la costa del Golfo.
Con la decadencia de la cultura olmeca da comienzo un nuevo desarrollo cultural independiente, en la zona oaxaqueña, en Monte Albán, donde los zapotecos reelaboran o reciclan elementos culturales de los decadentes olmecas adquiriendo características propias. También en el altiplano guatemalteco surgen los primeros síntomas de lo que sería la cultura maya clásica, en Kaminaljuyú, aunque influenciados todavía por los vínculos con las culturas del Centro y el Golfo. Salvo en Occidente, en todas las regiones de Mesoamérica comenzaron a levantarse grandes construcciones y monumentales ciudades, la pirámide circular de Cuicuilco, la plaza central de Monte Albán y la pirámide de la Luna en Teotihuacan son algunas de ellas.