Первые следы пребывания человека в окрестностях Екатеринбурга датируются эпохой мезолита (среднего каменного века), IX тысячелетием до нашей эры, и связаны с началом послеледниковой эпохи. Однако наиболее ранние зафиксированные археологами жилые постройки относятся к следующей эпохе — неолиту (новому каменному веку). Речь идет о двух памятниках — Верхней Макуше и поселении Исетское Правобережное I. Оба расположены на правом берегу реки Исеть, примерно в двух километрах от деревни Палкино выше по течению.

Макуша — многослойный археологический памятник на полуострове чуть ниже озера Мелкое. Сейчас Макуша находится в заболоченной пойме Исети, в IX–III тысячелетии до нашей эры мыс омывался водами древнего Романовского озера. В 1950–1953 годах на Макуше проводила раскопки археологическая экспедиция Уральского государственного университета под руководством Елизаветы Берс. В своей книге «Археологические памятники Свердловска и его окрестностей» исследователь дает практически художественное описание места:

Макушу делят на Верхнюю и Нижнюю. Здесь раскопали следы нескольких построек разных эпох, а также следы металлургического производства. Наиболее ранняя постройка, эпохи неолита, зафиксирована Берс при раскопках Верхней Макуши. Это была полуземлянка, от которой осталось большое овальное пятно. Чтобы выровнять пол, в древности люди вырубили часть гранитных плит, мешавших строительству. Перекрытия входа должны были удерживать два столба, но вбить их глубокого в скальный грунт не представлялось возможным. Из положения вышли иначе — использовали массивные бревна толщиной около 50 сантиметров. В книге Берс приводится описание ее реконструкции изученной постройки:

Кровля жилища, как полагает Берс, была покрыта берестой. Сооружение погибло от пожара и это стало неожиданностью для обитателей, поэтому многие вещи остались лежать на своих местах. В районе очага нашли раздавленные сосуды, на полу — каменную зернотерку с терочником в виде сапожка, поодаль — большую шлифовальную плиту для изготовления и полировки каменных орудий. На полу также остались наконечники копий, стрел, скребки. Западный сектор жилища оказался без находок — здесь, вероятно, находилось место для сна.

Другой комплекс из трех жилищ эпохи неолита, относящийся к так называемому евстюнихинскому типу и датируемый VI–V тысячелетием до нашей эры, исследовал в 1984 году отряд Уральской археологической экспедиции под руководством Валентины Кернер на поселении Исетское Правобережное I. Оно находится перед заболоченной низменностью, которая когда-то было юго-западной оконечностью палеоозера Романовского. Судя по артефактам, Исетское Правобережное заселялось дважды — в неолите и в средневековье. Примерно в XIII веке здесь отметились носители юдинской культуры, считающейся протомансийской.

В раннюю эпоху люди промышляли охотой и, благодаря близости озера, сетевым рыболовством. На территории памятника обнаружили мастерские по изготовлению орудий из камня: шлифовальные плиты, скопления кусков породы, заготовки орудий и рабочие изделия. При помощи специалистов Института геологии и геохимии Уральского отделения АН СССР удалось установить, что жители поселка использовали для изготовления орудий свыше 50 различных пород и минералов, которые находили в радиусе около 70 километров. В поисках необходимого (прежде всего, кремневых пород) они доходили даже до реки Чусовой.

Остатки поселения, примерная площадь которого около 1 тыс. квадратных метров, представлены жилищными впадинами, которые в два ряда тянулись вдоль берега озера. Верхний ряд составляли впадины блюдцеобразной формы диаметром 6 x 7 или 7 x 8 метров и глубиной от 30 до 65 сантиметров относительно поверхности, расположенные почти вплотную друг к другу. Нижний ряд впадин обнаружили лишь в процессе исследования поселения — по нему многие десятилетия проходила грунтовая лесная дорога, и это привело к деформации изначальных контуров.

Так же, как и на Верхней Макуше, жилища Исетского Правобережного были уничтожены, вероятно, в результате пожара. Это помогло законсервировать многие важные детали деревянных конструкций стен, кровли, внутренних сооружений.

Все они были каркасно-столбовой конструкции и частично углублены в землю. Так, жилище № 2 имело форму четырехугольника с сильно закругленными углами и общим размеров 6,8 х 7,2 метра, то есть площадь постройки составляла около 49 квадратных метров. Для ее сооружения использовали 19 опорных столбов диаметров 16–20 сантиметров, которые углубили в грунт на 8–15 сантиметров. Наиболее крупные из них составляли шестиугольник с длиной стороны от 2 до 3,2 метра. Вдоль юго-западной и северо-восточной стен котлована проходили две канавки шириной 10–22 сантиметра и глубиной 16 сантиметров. Вероятно, это остатки от внутренних конструкций жилища. В центре северо-восточной стены был обустроен углубленный коридорного типа выход, полого поднимавшийся из котлована на уровень дневной поверхности. Его длина составляла 2,3 метра, ширина — 1,6 метра. Внутрь помещения вела дверь, крепившаяся к опорному столбу.

Угол наклона этого коридора, а также отсутствие надежного заслона от непогоды, приводили к необходимости постоянного ремонта входной группы. Археологи зафиксировали следы по меньшей мере трех ремонтов — пол пересыпали свежим песком, поверх укладывался новый деревянный настил.

В центральной части жилища был устроен открытый очаг 50 х 45 сантиметров. Строения на памятнике обогревались приподнятыми очагами, в конструкции которых использовались камни. Вдоль стен располагались хозяйственные ямы, служившие, вероятно, для хранения припасов. Одна из них была накрыта каменной шлифовальной плитой 60 х 42 сантиметра. Бревенчатый накат, образовывавший стены и крышу полуземлянки, неоднократно обкладывали дерном, служившим для дополнительной влаго- и теплозащиты.

Аналогичные постройки возводили ханты и манси до середины XX века, что зафиксировано этнографами. По мнению исследователя:

В энеолите (меднокаменном веке) в верховьях Исети сохраняется традиция строить жилые сооружения двух типов — овальные и прямоугольные. Наземные в плане овальные жилища, вероятно, относились к летним постройкам. Врытые частично в землю, со следами каркасно-столбовых конструкций, использовались для круглогодичного проживания.

Размеры котлованов для прямоугольных жилищ, которые также встречаются в эту эпоху, варьировались от 23 квадратных метров (жилище на памятнике Палатки II на южной оконечности острова Каменные Палатки) до 41,5 квадратного метра на памятнике Макуша III (еще одно поселение на полуострове Макуша, исследованное в 1989–1990 годах экспедицией Натальи Чаиркиной, доктора наук, заместителя директора Института истории и археологии УрО РАН). Такие жилища заглублялись в грунт от 0,2 до 0,7 метра. По центру, как и в более ранних эпохах, располагался очаг. Иногда, как на поселении Палатки II, он сдвигался ближе к входной группе. Видимо, в целях воспрепятствовать теплопотерям. Стены и кровля также перекрывались слоями грунта или дерниной.

Трансформация домостроительных традиций в верховьях Исети начинается в бронзовом веке и связана с приходом сюда из более южных регионов нынешней Курганской области коптяковской культуры (начало II тысячелетия — XIV век до нашей эры).

Пример — жилище, раскопанное на юго-восточном склоне в северо-западной части памятника Палатки I на острове Каменные Палатки. В северной своей части жилище было частично вписано в выемку, сделанную по гранитному основанию. Частично основание постройки было углублено в грунт примерно на 20 сантиметров. Постройка размерами 8 х 5,6 метра (22,8 квадратных метра) была прямоугольной в плане и со слегка скругленными углами. Этим она очень похожа на более ранние примеры эпохи неолита. Немногочисленные сохранившиеся следы столбовых конструкций в северо-восточной и южной частях свидетельствуют о том, что дом был также каркасно-столбовой конструкции.

Куда интереснее особенности интерьера, которые сохранились в северной части сооружения. Здесь, в частности, был зафиксирован развал глинобитной печи размерами 0,7 х 0,5 метра, ориентированной по длинной центральной оси жилища, ближе к его восточной половине. На расстоянии буквально 20 сантиметров находилась лежанка 2,3 х 2,6 метра. Она занимала весь северо-восточный угол жилища и была на 30–40 сантиметров приподнята над полом. Конструкция также была глинобитной, с западной и южной сторон облицованная камнями.
По мнению Валентины Викторовой, исследовавшей это сооружение, глинобитная печь служила как для обогрева жилища, так и самой лежанки. Для приготовления пищи и хозяйственных нужд служило другое сооружение — очаг, сконструированный по центру северной стены жилища. Здесь были найдены фрагменты посуды коптяковского типа и изделия из кремня.

Северо-западная часть жилища (площадка примерно 1,4 х 2 метра) была отделена от остальной части жилища естественными выходами гранитных плит и могла иметь ритуальную функцию. Здесь зафиксированы остатки сосуда с изображением водоплавающих птиц, округлый очаг и скопление обгоревших костей ребенка. Последние Викторова трактует как следы возможного жертвоприношения.

Еще более сложные конструкции домов зафиксированы в верховьях Исети при раскопках на горе Малой, которую в 1874 году исследовали члены Уральского общества любителей естествознания, а в середине XX века — Елизавета Берс. Материалы раскопок свидетельствуют о том, что в конце II тысячелетия до нашей эры здесь по правому и левому берегу реки возникло большое селище, просуществовавшее до середины I тысячелетия до нашей эры.
На вершине горы Малой раскопали два четырехугольных жилища площадью около 57,5 квадратных метра. Оба уже наземного типа. Для установки опорных столбов стен и крыши в скальном грунте выбивали ямы глубиной около 60–80 сантиметров. Около остатков стен в ямах нашли грубо отесанные каменные клинья из сланцевых плит, которыми, видимо, распирали вставленные в яму столбы. С учетом рельефа, дома частично упирались в склон, а противоположной стороной возвышались над ним примерно на 80 сантиметров. При этом здесь сохранились опорные площади, сделанные из каменных плит и глины.

Оба жилища были оборудованы углубленными в пол чашевидными очажными чашами из обожженной глины. Черновые полы делали из нетолстых обструганных плах, располагавшихся от центра к стенам, плахи обмазывали глиной, причем обмазка достигала толщины 15 сантиметров. На этом же этапе монтировали очажные чаши, каждая диаметром около 60 сантиметров и глубиной до 14 сантиметров. Под очагом и слоем глины был зафиксирован еще один накат из бревен. Глиняный пол сохранял их от полного сгорания. Ниже была сделана нивелировочная отсыпка из щебня. Вся эта конструкция свидетельствует о том, что люди раннего железного века сильно заботились о лучшей теплоизоляции своих домов и изобрели прообраз теплых двойных полов, известных, например, в более позднем русском домостроении.

Судя по расположению от столбов, бревна стен клали горизонтально одно на другое и скрепляли наружными и внутренними бревнами-столбами, вбитыми в углах сооружения и посредине каждой из стен. Перед входом в дом находилось крыльцо, защищенное общим навесом дома. Части покрытия крыш не сохранились, но, по мнению Берс, крыша была хорошо утеплена.

Каждая из жилых построек имела с запада два небольших амбарчика овальной формы в виде шалашей. Внутри первого, относящегося к восточному жилищу, находилась плоская каменная плита, положенная на два больших камня. Здесь нашли мелкие кремневые орудия, скребки для выделки шкур, стрелу, два разбитых горшка и обломок чаши из золотистой бронзы родом с территории нынешнего Ирана. Во втором амбарчике на площадке из прокаленной глины нашли куски шлака и круг из камня для добывания огня.

На полу жилищ и за их пределами, помимо фрагментов разбитой посуды, нашли большое количество следов металлургического производства. Жители этого селища умели работать как с медью, так и с железом. В частности, найдены литейные формы для отливки мелких изделий. На одной из литейных форм, к примеру, был выгравирован идущий человек с длинным мечом. Также нашли два железных ножа и медные бляхи (части конской сбруи). Последняя находка указывает на то, что эти люди уже были знакомы с лошадью. При этом никаких следов, указывающих на их знакомство с земледелием, не зафиксировано.

Все эти данные позволяют воссоздать динамику домостроительных традиций верховьев Исети начиная с VI тысячелетия до нашей эры, проследить эволюцию и технологическое усложнение конструкций жилья, становившегося более комфортным и приспособленным для жизни в условиях уральского климата.