Europe, Asie (Proche Orient), Afrique du Nord
Homo neandertalensis apparaît morphologiquement différent de l'homme actuel : stature plus massive, tête osseuse avec bourrelets sus-orbitaires, mâchoire et dents puissantes. Les Hommes de Néandertal sont robustes, mesurant en moyenne 1.70m, trapus, avec des membres relativement courts. Leur capacité crânienne est importante, jusqu'à 1200 à 1800 cm3, soit supérieure à celle de l'Homme moderne. Leur technique de taille des silex est plus précise et caractérise le Paléolithique moyen; les éclats prélevés sur les galets sont retouchés en fonction d'utilisation spécifique (racloirs, pointes).
Crâne de néandertalien (La Chapelle aux Saints, France)
Reconstitution d'un squelette de néandertalien comparé à celui d'un homme moderne (à droite)
Reconstruction faciale d'un néandertalien (M. Anderson, Yale Peabody Museum)
Reconstitution de l'enfant néandertalien de Gibraltar (Anthropological Institute, University of Zürich)
D'abord connus en Europe (le site de Néandertal est en Allemagne), la répartition géographique des Néandertaliens a été étendue jusqu'en Chine grâce à l'analyse de l'ADN de restes osseux trouvés en Ouzbeckistan et en Mongolie. Sur la base de la structure du larynx et l'analyse de l'ADN, on considère maintenant qu'ils maîtrisaient le langage articulé.
Vers la fin du Paléolithique moyen H. neandertalensis a coexisté avec l'homme moderne (H. sapiens) : il se pose la question d'une hybridation possible.
La disparition des néandertaliens vers -30 000 ans a longtemps été expliquée par sa décimation par l'homme moderne. On pense plutôt maintenant à des causes génétiques (maladies congénitales, stérilité) ou des épidémies dont les vecteurs ont été apportés par l'homme moderne (comme par exemple l'épidémie de variole apportée au 16ème siècle en Amérique par les premiers européens).
Un séquençage plus complet de l’ADN montre que 2 % du génome de H. neandertalensis se retrouve aujourd’hui chez les populations d’origine d’Europe et d’Asie, alors qu’aucun gène commun n’a été retrouvé avec les populations d’origine africaine. Il y aurait donc eu hybridation durant la période de cohabitation en Europe entre H. neandertalis et H. sapiens.