Mesoliittinen kausi, jota kutsutaan myös keskikivikaudeksi, muinainen kulttuurivaihe paleoliittisen kauden (vanhan kivikauden) ja neoliittisen kauden (uuden kivikauden) välissä oleva vaihe, jossa oli kiillotettuja kivityökaluja. Useimmiten sitä käytetään kuvaamaan itäiseltä pallonpuoliskolta peräisin olevia arkeologisia kokoelmia, mutta mesoliittinen kausi vastaa pitkälti läntisen pallonpuoliskon arkaaista kulttuuria. Mesoliittiselle materiaalikulttuurille on ominaista suurempi innovatiivisuus ja monimuotoisuus kuin paleoliittisella kaudella. Uusia kivityökalujen muotoja olivat muun muassa mikroliitit, hyvin pienet kivityökalut, jotka oli tarkoitettu kiinnitettäväksi yhteen varteen hammastetun terän aikaansaamiseksi. Kiillotettu kivi oli toinen innovaatio, jota esiintyi joissakin mesoliittisen ajan kokoelmissa.
Mesoliittiset kulttuurit kehittivät moninaisia paikallisia sopeutumismahdollisuuksia erityisympäristöihin, vaikkakin ne olivat kulttuurisesti ja teknologisesti jatkuvia paleoliittisen kauden kansojen kanssa. Mesoliittinen metsästäjä saavutti suuremman tehokkuuden kuin paleoliittinen ja pystyi hyödyntämään laajempaa valikoimaa eläin- ja kasviperäisiä ravinnonlähteitä. Siirtolaiset neoliittiset maanviljelijät imivät luultavasti monia alkuperäisiä mesoliittisen ajan metsästäjiä ja kalastajia, ja jotkut neoliittiset yhteisöt näyttävät koostuneen kokonaan mesoliittisista kansoista, jotka ottivat käyttöönsä neoliittisen ajan varusteita (näitä kutsutaan toisinaan sekundaariseksi neoliittiseksi ajaksi).
Koska mesoliittiselle ajalle on ominaista materiaalisen kulttuurin kokonaisuus, sen ajoitusajankohta vaihtelee paikasta riippuen. Esimerkiksi Luoteis-Euroopassa mesoliittinen kausi alkoi noin 8000 eaa. eli pleistoseenikauden päättymisen jälkeen (eli noin 2 600 000-11 700 vuotta sitten) ja kesti noin 2700 eaa. asti. Muualla mesoliittisen kauden päivämäärät ovat hieman erilaisia.