Die Venus von Willendorf ist das berühmteste Objekt der Sammlung des Naturhistorischen Museums in Wien. Die Venus, die 1908 in Willendorf in der Wachau gefunden wurde, stammt aus der Steinzeit. Sie ist ungefähr 30.000 Jahre alt. Die ersten modernen Menschen kamen vermutlich etwa vor 43.500 Jahren während einer kalten klimatischen Episode ins heutige Österreich. Aus dieser Zeit stammen auch die in Willendorf gefundenen Steingeräte.

Während den von 2006–2011 erfolgten erneuten Ausgrabungen an der Venusfundstelle in Willendorf wurde Material entdeckt, das zum sogenannten Aurignacien gehört. Dabei handelt es sich um eine Kultur, die den ersten modernen Menschen in Europa zugeschrieben wird und die nach dem Franzosen Gabriel de Mortillet nach dem Fundplatz Aurignac, einem mittelalterlichen Dorf auf einem Felsvorsprung am Fuße der Pyrenäen in Frankreich, benannt ist.

Gabriel de Mortillet war ein französischer Vorgeschichtsforscher, der als einer der Begründer der Altsteinzeitforschung gilt. Er gab die erste prähistorische Zeitschrift, „Matériaux pour l’histoire positive et philosophique de l’homme“ heraus und klassifizierte die großen Perioden der Altsteinzeit, des Paläolithikums. Die Leitformen für diese Epoche sind: Kunst, Knochenartefakte, Klingen, Musikinstrumente, Höhlenmalerei und Tierfiguren. 

Mit dem Jungpaläolithikum, das ist der jüngere Abschnitt der eurasischen Altsteinzeit von vor etwa 40.000 Jahren bis zum Ende der letzten Kaltzeit um etwa 9700 v. Chr., beginnt der Mensch mit dem Kunstschaffen. Die Ergebnisse sind naturgetreu, proportional und anschaulich wie u.a. die Venus von Willendorf anschaulich zeigt.

Das Gebiet bei Willendorf, etwas erhöht am westlichen Ufer der Donau gelegen, diente Menschen in der Steinzeit als Siedlungsplatz. Ihre Hinterlassenschaften wurden durch Löß bedeckt und so der Nachwelt erhalten.

Der Bau der Wachaubahn im Jahre 1908 förderte Skelettreste und Steinwerkzeuge zutage. Darunter befand sich auch die inzwischen weltweit bekannte Venus von Willendorf.  Dabei handelt es sich um eine nackte Frau aus Eierstein, Oolith, einem Gestein, das aus Stránska Skála, einem nationale Naturdenkmal im Osten von Brünn in Tschechien, stammen dürfte.  

Oolite sind eine Art Sedimentgestein, das aus zusammengeklebten Ooiden besteht. Ein Ooid ist ein kleines kugelförmiges Korn, das entsteht, wenn ein Sandpartikel oder ein anderer Kern mit konzentrischen Schichten aus Calcit oder anderen Mineralien beschichtet wird. 

Die Eiform des Gesteins wiederholt sich in der Figur. Der Kopf der Venus besitzt lediglich eine durch mehrere Wülste angedeutete Behaarung, was der zu dieser Zeit in dieser Gegend herrschenden Kälte entspricht, da die Besiedelung dieser Gegend in einer Kaltphase stattfand. Die Vegetation war eine Kaltsteppe mit verstreuten Nadelbäumen im Donautal.