La grotte d'Altamira est une cavité naturelle dans la roche dans laquelle est conservé l'un des cycles picturaux et artistiques les plus importants de la préhistoire.

Depuis sa découverte en 1868 par Modesto Cubillas et son étude ultérieure par Marcelino Sanz de Sautuola, il a été fouillé et étudié par les principaux préhistoriens de chacune des époques une fois qu'il a été admis qu'il appartenait à la période paléolithique.

Les peintures et les gravures de la grotte appartiennent principalement aux périodes du Magdalénien et du Solutrien et, pour certaines, au Gravetien et au début de l'Aurignacien, ce dernier selon les témoignages utilisant les séries d'uranium. On peut donc dire que la grotte a été utilisée pendant plusieurs périodes, totalisant 22 000 ans d'occupation, depuis environ 35 600 ans jusqu'à 13 000 ans, lorsque l'entrée principale de la grotte a été fermée par un effondrement, le tout au cours du Paléolithique supérieur.

La grotte d'Altamira a été découverte en 1868 par un tisserand asturien nommé Modesto Cubillas (Modesto Cobielles Pérez) qui, lors d'une partie de chasse, a trouvé l'entrée en essayant de libérer son chien, qui était coincé dans les crevasses de certains rochers à la poursuite d'une proie.

À l'époque, la nouvelle de la découverte d'une grotte n'avait pas la moindre signification pour les habitants, car il s'agit d'un terrain karstique, caractérisé par des milliers de grottes, et la découverte d'une autre grotte n'avait donc rien de nouveau.

Cubillas en a parlé à Marcelino Sanz de Sautuola, un riche propriétaire terrien local et "simple amateur" de paléontologie, dont il était le métayer ; cependant, ce dernier ne l'a pas visité avant au moins 1875, et très probablement en 1876.

Il l'a visitée dans son intégralité et a reconnu quelques signes abstraits, comme des bandes noires répétées, auxquels il n'a attaché aucune importance car il ne les considérait pas comme l'œuvre de l'homme.

Trois ou quatre ans plus tard, à l'été 1879, Sautuola revient à Altamira pour la deuxième fois, accompagné cette fois de sa fille de huit ans, María Sanz de Sautuola y Escalante.

Il souhaitait creuser l'entrée de la grotte afin d'y trouver des restes d'os et de silex, comme les objets qu'il avait vus à l'exposition universelle de Paris en 1878.

La découverte des peintures rupestres a en fait été faite par l'enfant. Pendant que son père restait à l'entrée de la grotte, elle s'est enfoncée dans la grotte jusqu'à atteindre une pièce latérale. Elle y a vu des peintures au plafond et a couru le dire à son père. Sautuola fut étonné de contempler l'ensemble grandiose de peintures de ces étranges animaux qui couvraient presque toute la voûte.