הניאנדרטלים היו נמוכי-קומה אך חסונים מאוד, ועצמות השלד שלהם היו עבות יחסית. ה
גולגולת שלהם מעידה על מוח בגודל מוח בני-אדם בני-ימינו, אך היא שונה במאפיינים אנטומים עתיקים, כמו רכסי גבות מודגשים וחוסר בליטת סנטר. בניגוד לתדמיתם הנפוצה בציבור של "אנשי מערות" פרימיטיבים ו"דמויי-קוף", הניאנדרטלים הלכו זקופי-קומה לחלוטין, וקרבתם לקופי אדם לא הייתה גדולה מזו של האדם בן-ימינו. הם השתמשו באש והתקיימו על ציד ולקט. ניאנדרטלים חיו במזרח התיכון באותה תקופה ואולי אף לצד בני-אדם מודרניים אנטומית, והשתמשו באותה תרבות חומרית, התרבות המוסטרית, המתקדמת מתרבויות עתיקות יותר, אך פחות מתקדמת מתרבויות התקופה הפלאוליתית העליונה. לא ברור באיזו מידה השתמשו הניאנדרטלים בשפה, אף כי הממצאים האנטומיים והגנטיים רומזים שהייתה להם יכולת דיבור. ביטויים אמנותיים וטקסיים נדירים מאוד בממצאים ארכאולוגים של ניאנדרטלים, אף כי אינם נעדרים לחלוטין. נראה שהם קברו את מתיהם, אך קשה להוכיח באופן חד-משמעי שקבורה זו הייתה טקסית.