根据现有资料判断，尼安德特人骨骼粗大，肌肉发达，但个子不高，男子只有155米至156米。由于身体较矮，脊椎的弯曲也不明显，因此他们很可能是弯着腰走路，跑步时身体略微朝向地面。
尼安德特人头骨的特征是：前额低而倾斜，好像向后溜的样子，眉峰骨向前突出很多，在眼眶上形成整片的眉脊。尼安德特人的脑部已经非常发达，脑容量约达1000毫升。尼安德特人使用较为进步的打制石器，过着狩猎和采集的生活。这表明，当时的人类在同大自然界的斗争中，自身已有了较大的发展。
自从1856年人们第一次发现尼安德特人的化石以来，尼安德特人一直是一个吸引公众兴趣的谜，对尼安德特人的各种猜测一直不断。从许多方面来看，尼安德特人都可称得上是原始人类研究中的恐龙。
与恐龙一样，尼安德特人也是突然之间销声匿迹的，他们消亡的原因也一直是学者们争论不休的话题。但是，一些人对尼安德特人有许多的误解，他们往往被看做陈旧过时的化身，被诽谤为因智力不足以应付环境的变迁而导致灭亡的低等人种。而实际情况是尼安德特人非常成功地面对气候挑战的时间至少有20万年，比延续至今的现代智人还要长125万年至15万年。