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Cet article traite de la domestication et de l'utilisation du cheval durant la Préhistoire et la protohistoire. L'article « Cheval dans l'Antiquité » est un complément encyclopédique à ce sujet.
La domestication du cheval est l'ensemble des processus de domestication qui conduit l'espèce humaine à maîtriser puis à utiliser l'espèce Equus caballus (le cheval) à son profit grâce au contrôle des naissances et à l'élevage de ces animaux pour la consommation, le combat, le travail et le transport. De nombreuses théories sont proposées, tant en termes d'époque, de nombre de foyers de domestication, que de types, espèces ou sous-espèces de chevaux domestiqués. Plus tardive que pour les espèces animales alimentaires, la domestication du cheval est difficile à dater avec précision. Les premiers apprivoisements pourraient remonter à la fin du Paléolithique supérieur, 8 000 ans av. J.-C. La première preuve archéologique d'une domestication remonte à 3 500 av. J.-C. dans les steppes au nord du Kazakhstan ; elle est le fait de la culture de Botaï. Mais ces chevaux ne sont pas à l'origine des chevaux domestiques actuels, ils étaient les ancêtres des chevaux de Przewalski (Equus ferus przewalskii ou Equus przewalskii), redevenus sauvages. D'après de nouvelles études, les chevaux domestiques de type moderne (Equus ferus caballus ou Equus caballus) sont originaires de la partie occidentale de la steppe eurasienne (steppe pontique en Europe de l'Est) entre le Don et la basse Volga.
Jusqu'aux années 2000, l'origine du cheval domestique est étudiée par synapomorphie, en comparant des fossiles et squelettes. Les progrès de la génétique permettent une autre approche, le nombre de gènes entre les différentes espèces d'équidés étant variable. Enfin, le séquençage de génomes de chevaux anciens, sauvages et domestiques, permet de les comparer entre eux avec une grande précision pour reconstituer toute l'histoire de la domestication et de l'expansion des différentes souches de chevaux. La différenciation entre les espèces d’Equus laisse à penser que cette domestication est récente, et qu'elle concerne un nombre restreint d'étalons pour un grand nombre de juments, capturées à l'état sauvage afin de repeupler les élevages domestiques. Peu à peu, l'élevage sélectif entraîne une distinction des chevaux selon leur usage, la traction ou la selle, et un accroissement de la variété des robes du cheval domestique. La domestication modifie aussi le génome du cheval.
Les peuples de la culture de Botaï ont vraisemblablement domestiqué des chevaux pour l'équitation de chasse, et pratiqué la traite des juments pour leur lait. Leurs chevaux sont alors gardés comme « réserves de viande ». La domestication s'effectue par « degrés », un contrôle humain s'établissant sur les naissances, ce qui peut être détecté sur les squelettes déterrés grâce aux changements dans la taille. L'attelage et l'utilisation militaire arrivent plus tard, laissant des preuves sur le squelette et les dents. La présence d'armes, d'art, d'artefacts et de pratiques spirituelles en lien avec les chevaux prouvent l'influence de cet animal sur le mode de vie des sociétés humaines. À la fin de l'époque préhistorique, la possession d'un cheval est indissociable de la notion de pouvoir. Elle entraîne une modification dans l'art et les rites humains, ainsi qu'une manifestation de supériorité chez les peuples qui le maîtrisent. L'utilisation de chevaux se répand rapidement à travers l'Eurasie pour le transport, les travaux agricoles et la guerre. L'utilisation du cheval influence considérablement l'histoire et les progrès de l'humanité, en permettant l'essor des civilisations et du commerce sur de vastes territoires.