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Ansoáin pertenece a la serie de topónimos vasco-navarros en -áin, que Julio Caro Baroja explicaba como un nombre de persona unido al sufijo latino -anum. Aquí el nombre sería Sancius o Sancho, muy extendido en la Navarra medieval. En la Edad Media tanto la localidad como la cendea figuraban como Sansoáin, y para distinguirlas de otras del mismo nombre se añadía el valle o un lugar cercano: Sansoayn prope Pampilonam (1274), Sansoain prope Artiga (1204) o Sansoayn d'Artiga (1270). En el siglo XV se perdió la consonante inicial por disimilación y el nombre quedó como Ançoainn (1427), de donde evolucionaron las dos formas actuales.
Las condiciones de la Cuenca de Pamplona han favorecido el asentamiento humano desde el inicio de los tiempos. Los hallazgos de industria lítica en las terrazas del río Arga atestiguan la ocupación de estas tierras hace unos 75.000 años. En el territorio de Navarra la transición del Paleolítico al Neolítico y la Edad del Bronce fue lenta y paulatina, desde el 5000 a. C. hasta el 1000 a. C., cuando empieza el periodo del hierro.