در اوایل هزاره چهارم پیش از میلاد، بشر توانست روش ساخت آلیاژ مفرغ (برنز) را کشف کند که از ترکیب مس و قلع یا مس و آرسنیک تشکیل می شد. قدیمی ترین اشیای مفرغی از ایران (لرستان)، بین النهرین و چین به دست آمده اند. حیات دوره مفرغ را می توان از ابتدای هزاره چهارم تا نیمه هزاره دوم پیش از میلاد دانست. در زندگی فرهنگی ابتدای این دوره در بسیاری از مناطق ایران به جز تمدن ایلام، گسیختگی دیده می شود. در طول هزاره چهارم و اوایل هزاره سوم پیش از میلاد، در بسیاری از مناطق پیش از تاریخ ایران شاهد متروک شدن محوطه های استقراری و آغاز مجدد زندگی در آنها با فرهنگی نو هستیم.
کیفیت مفرغ وابسته به عناصر تشکیل دهنده آن است. صنعتگران در طول زمان انواع ترکیبات را امتحان کردند تا توانست بهترین مفرغ را تولید کنند. در حفاری های تپه سبز(گوی تپه) در حوالی دریاچه ارومیه ابتدا ابزار از مس خالص ساخته می شدند. سپس آرسنیک نیز با مس ترکیب شد تا ابزار محکم تری تولید شود و در انتها مفرغ بسیار مرغوب در این منطقه تولید شد. این پیشرفت در ابزار سازی را می توان در حفاری های تپه یحیی نیز مشاهده کرد.
تاکنون معدن آرسنیک خالص در ایران کشف نشده است. احتمالا ساخت اولین ابزار مفرغی به صورت اتفاقی با مواد اولیه مس ناخالصی دار صورت گرفته است و پس از آن انسان سعی در کشف و بهینه سازی آن کرده است. رفته رفته به جای آرسنیک از قلع در تولید مفرغ استفاده شد. در فلات مرکزی ایران، جنوب آسیا و شرق مدیترانه معدن قلع بزرگی کشف نشده است. احتمالا در دوره پیش از تاریخ قلع مورد نیاز از منطقه افغانستان مرکزی و ازبکستان به ایران وارد می شد. منابع آشوری به تجارت قلع در شمال سرزمین تحت نفوذ ایلام اشاره دارند.
برخی تحقیقات نشان می دهند که مفرغ شوش، سیلک، شهدا و تپه یحیی از مواد معدنی استخراج شده در حوالی انارک ساخته می شدند که مس آن تا 3 درصد آرسنیک دارد.
در این دوره سفال خاکستری و سیاه در فلات ایران به صورت گسترده ساخته می شد که احتمالا اولین بار در تپه قبرستان تولید شد. همچنین در هزاره سوم برای تزیین سفال علاوه بر نقاشی، از نقوش افزوده، کنده یا سفال داغدار استفاده شد.