新石器時代父係氏族社會階段，陶器製作又發生了重大變革。無論是成型或燒製技術都有很大變化。快速陶輪的出現改變了原本單一簡單的手製捏塑、慢輪修整器物口部的方法，大大提高了勞動生產率，采用這種方法製成的陶器，胎壁厚薄均勻，器物器形較為規整、勻稱，造型也較為美觀。燒窯技術也隨著成型水平的進步而提高，人們通過掌握的封窯技術，燒窯時把窯口封閉，使陶土中的鐵元素在高溫環境中充分還原，創造出了陶質量較高的灰陶。此外，黑陶也是一種特有的形式，它成功地利用窯變技術，在陶器燒製結束時，從窯頂慢慢加水，木炭熄滅後產生的大量濃煙滲入陶器，最終燒製成為器表漆黑光亮、質地細膩堅硬的黑陶，極具材質美感。山東龍山文化先進輪製技術製成的細泥薄胎蛋殼黑陶，有“黑如漆、亮如鏡、薄如紙、硬如瓷”之稱，足以證明這一曆史時期製陶工藝的水平之高。
二、史前陶器的造型特性及設計理念
作為新石器時代藝術發展的一個顯著標誌，陶器的發明和使用在器物的設計藝術方麵是中國設計發展史上的第一次飛躍。上文提及的陶器是原始人們在生產、生活過程中逐漸認識到黏土經過燒製後發生的化學變化，是一種將物質改變方式變成另一種物質的人造活動，為人類藝術設計思想觀念和創造性造物活動從二維空間向三維空間的質變提供了技術準備和物質基礎。
陶器的發明和使用的過程，就是陶藝設計思想觀念產生和發展的過程。眾所周知，人類曆史上任何重大發明和設計的問世，必須具備兩個條件：一是要有社會的需求，二是要有技術的保障。農業的發明和畜牧業的發展，使人們逐漸放棄了四處流動的生活方式，開始興建村落定居生活。這必然導致人口的不斷增長和人的壽命的延長，由於天然物品有限而且不能長時間的保存，所以無法滿足日益增長的生活需求，人們不得不尋找新的容器來源。在這個漫長的尋找過程中，人們逐漸認識並掌握了黏土的可塑性，所以開始有意識地用黏土捏塑成各種適應生活實際需要的理想器形，並嚐試燒製成陶器。總之，陶器的發明和應用是在多種因素的綜合作用下，經過漫長的實踐過程之後的產物，凝聚著人類設計智慧的結晶。
距今約8000—6000多年前的新石器時代中期文化，是中國彩陶設計的肇始時期。屬於這一時期的主要文化遺址有：黃河中遊地區的河南新鄭裴李崗文化、河北武安的磁山文化及甘肅秦安大地灣的一期文化；黃河下遊地區山東淄博的後李文化；長江中遊地區湖北枝城的城背溪文化等。特別值得注意的是，距今8000年以前的彩陶是發現與秦安大地灣一期文化中的飲食器。從陶器設計的類型來看，這件器物主體是敞口碗狀，底部是三足支撐，比較穩重紮實，上麵的彩繪紋飾也比較簡潔，是口沿外側繪有一條暗紅色的帶狀寬條紋。從新石器時代晚期開始（距今約6000—4000多年前），中國的彩陶藝術設計進入繁榮發展階段。仰韶文化、大汶口文化、紅山文化、馬家窯文化、大溪口文化等都有發達的彩陶。公元前3000年至前2600年左右，以上大部分地區的彩陶進入衰弱時期，但也有個別地區的繁榮期相對滯後。彩陶與其他造型藝術一樣，必然受到文化共同體內人們的價值觀念、宗教信仰、審美標準、風俗習慣等的影響，傳達人們對於客觀世界的認識。所以，因時間、地域、自然環境及各個文化共同體人們的心理素質等因素的差異，彩陶藝術呈現出各種各樣的題材和風格。如從形態來說，仰韶文化彩陶以便於汲水的小口尖底瓶和曲腹彩陶盆為其典型，而馬家窯文化則以肩腹鼓碩的雙耳陶壺、陶罐為代表。從紋飾來說，有時各有各的特點，仰韶文化中的半坡類型彩陶最具特征的紋樣是魚紋，而廟底溝類型的彩陶裝飾紋樣則主要取自植物花卉。馬家窯文化彩陶的紋飾特點主要是以渦紋、水波紋為基本形，結合其他紋樣組成富於動感的圖案。其他地區的還有如大汶口文化的圓點鉤葉紋、八角形紋等。在彩陶設計繁榮發展的同時，彩繪陶、黑陶、灰陶和白陶也相繼出現，代表性的有浙江餘姚的河姆渡文化出土的黑陶、大汶口文化出土的彩繪陶、上海青浦崧澤文化和江蘇南京北陰陽營文化的灰陶以及大汶口晚期的黑陶、灰陶，龍山文化的白陶等。進入新石器時代末期距今約4300—3700年，可以說是黑陶藝術取得輝煌成就的階段。以龍山文化出土的薄胎蛋殼黑陶藝術最為著名，加之器形別致新穎，是這一時期陶器藝術發展的頂峰。龍山文化分布在山東、河南、陝西、陝西、甘肅、湖北、安徽、江蘇等地，範圍甚廣。各地的龍山文化陶器之間有許多共同的特征，但每一地區又有各自的鮮明特色。所以，這個時期又被稱為“龍山時代”。除黑陶外，齊家文化的彩陶裝飾及其形製設計秉承了馬家窯文化彩陶的設計理念，成為史前陶器特別是彩陶設計中最後一筆濃墨重彩。