Las características físicas de los neandertales incluían una complexión rechoncha y fornida. Tenían un cuerpo adaptado al frío glacial de su época. Su gran robustez esquelética indica un cuerpo muy musculado, con grandes crestas óseas para insertar los potentes músculos, hombros anchos, clavículas largas, gran caja torácica, pecho en forma de barril y extremidades cortas. El peso medio en los machos sería de unos 84,5 kilogramos para una altura de entre 1,64 y 1,69 metros (y unos 10 centímetros menos de media para las hembras). En cuanto al cabello y el color de piel, la secuenciación de un fragmento procedente de un hueso hallado en El Sidrón (Asturias), ha revelado que algunos individuos de esta especie tenían la piel clara y el cabello rojizo. Tenían un sentido del olfato mucho más desarrollado. Poseían un cráneo era alargado y una dentadura prominente. A partir de sus restos, se asume que su laringe les habría permitido el lenguaje articulado, aunque con una fonética mucho más limitada que la del hombre moderno. Podían caminar largas distancias, aunque no es probable que corrieran muy deprisa ni por un largo período de tiempo.

Un equipo de investigación, liderado por científicos del Museo Nacional de Ciencias Naturales, ha estudiado el esqueleto de un niño para saber más sobre su desarrollo. Sus indagaciones apuntan a que nuestros primos neandertales tenían un considerable crecimiento cerebral a la edad de siete años, si lo comparamos con nuestra especie.

Estos antiguos parientes del hombre llevaban una vida social muy similar a la nuestra, se reunían por clanes familiares y cuidaban de las personas enfermas o débiles. Descubrimientos arqueológicos confirman que daban entierro funerario a sus muertos. Realizaban más actividades de las que nos imaginamos. Para empezar, los neandertales usaban herramientas de trabajo hechas de piedra, cuchillos, raspadores, etc., pero con el paso del tiempo emplearon las astas de animales y otros materiales para mejorar estos objetos. Tenían control del fuego, además de carne comían vegetales cocidos con frecuencia y se cree que llegaron a construir embarcaciones y que salieron al Mediterráneo.

No se ha podido aún definir por qué se extinguieron los neandertales, mientras que los humanos sobrevivieron. Algunas teorías hablan de un impacto del cambio climático sobre sus organismos, otras sugieren que pudo ser un problema de la alimentación. Una tercera idea habla de una mezcla de especies que finalmente condujo a la unificación y al ser humano que existe hoy en día.

También se ha demostrado que era capaz de hacer presión de agarre para realizar las manipulaciones necesarias en la fabricación de instrumentos de piedra.
Sus características eran:
-cráneo más redondo.
-dedos curvos de manos y pies.
-incisivos más grandes que los Australopithecus.
-mayor capacidad craneal.
Estos se diferencian de los australophitecus en que el homo habilis tiene mucho más aspecto humano, la cabeza y el fémur son más grandes y la pelvis tiene un aspecto mucho más humano.