Neandertalczyk różnił się nieco od Homo sapiens budową ciała. Był większy, cięższy i bardziej muskularny, miał krótsze kończyny, większą głowę i bardziej masywną czaszkę z dużym nosem i wystającymi łukami nadoczodołowymi,ale prezentował podobne zachowania społeczne jak nasz przodek. Opanował ogień, wytwarzał narzędzia z kamienia i polował, żył w zorganizowanych grupach, grzebał zmarłych, a także troszczył się o chorych i niepełnosprawnych. Wskazują na to szczątki neandertalczyka ze zdeformowanymi kośćmi ramienia znalezione w jaskini Szanidar w Iraku. Ten osobnik, przypuszczalnie niepełnosprawny od wczesnego dzieciństwa, dożył dojrzałego wieku. Neandertalczyk mógł się też porozumiewać za pomocą głosu; świadczy o tym odkryty niedawno gen FOXP2, odpowiedzialny za kształtowanie się mowy. Ten gen się różni u człowieka i szympansa, ale u Homo sapiens i neandertalczyka występuje w tym samym wariancie. Neandertalczyk ozdabiał swoje ciało. Potwierdza to ubiegłoroczne odkrycie w Murcji (płd. Hiszpania), gdzie naukowcy z Bristolu pod kierunkiem Jo?o Zilh?o odkryli na neandertalskim stanowisku nawiercone muszle, a w nich pozostałości farb: żółtej oraz czerwonej zmieszanej z ziarenkami czarnego, połyskliwego minerału. Dotychczas uważano, że dekorowanie ciał było wyłączną domeną Homo sapiens i był to dowód na umiejętność symbolicznego myślenia.

Przedstawiciele obu typów człowieka musieli mieć zbliżony stopień rozwoju mózgu, podobną zdolność myślenia symbolicznego – uważają antropolodzy. Dlaczego więc neandertalczyk wyginął? Większość badaczy jest zdania, że przyczynił się do tegowłaśnie Homo sapiens. Prawdopodobnie doszło do konfrontacji międzygatunkowej. Homo sapiens, który żył raczej w większych grupach, mógł wyprzeć neandertalczyka z najlepszych terenów łowieckich. Karen L. Steudel z Uniwersytetu Wisconsin uważa, że budowa ciała neandertalczyka, krótsze kończyny i masywny tułów, powodowała, że nie mógł dorównać szybkością poruszania się Homo sapiens. Yoel Rak z uniwersytetu w Tel Awiwie zauważył, że kości miednicy neandertalczyka o wiele gorzej niż szkielet Homo sapiens absorbowały wstrząsy podczas szybkiego chodu i biegu. Neandertalczyk miał też o 30 proc. większe zapotrzebowanie na energię niż Homo sapiens, był więc mniej odporny na niedobory żywności.

Amerykański biolog i ekolog Jared Diamond uważa wręcz, że neandertalczyk został wytępiony przez człowieka współczesnego. Jego teoria znalazła ostatnio potwierdzenie w badaniach przeprowadzonych przez Fernando Rozziego z paryskiego Centre National de la Récherche Scientifique. W artykule opublikowanym w maju 2009 w „Journal of Anthropological Science" Rozzi opisuje żuchwę neandertalczyka z Les Rois w południowo-zachodniej Francji ze śladami nacięć wykonanymi najprawdopodobniej przez Homo sapiens, podobnymi do śladów pozostawionych na kościach jelenia. Rozzi uważa to znalezisko za dowód tego, że Homo sapiens polował na neandertalczyka jak na zwierzynę łowną, oprawiał i zjadał mięso, a zębów i kości używał do produkcji ozdób. Również prof. Steven Churchill, antropolog ewolucyjny w Duke University, przekonuje, że dochodziło do bezpośredniej agresji między dwoma gatunkami. Zastosował on techniki kryminalistyczne do badania szczątków neandertalczyka sprzed 50-70 tys. lat odkrytych w jaskini Szanidar. Męski osobnik w wieku 40-50 lat został zraniony w klatkę piersiową. Uszkodzone zostało płuco i po kilku tygodniach nastąpiła śmierć z powodu zakażenia. Eksperymenty prowadzone na ciele świni z użyciem różnych narzędzi pokazały, Neandertalczyk (z lewej) był większy i cięższy od Homo sapiens, miał też krótsze kończyny i masywniejszą czaszkę że rana nie mogła powstać od noża ani włóczni pchniętej rękami. Najbardziej prawdopodobnym narzędziem był rzucony oszczep. A neandertalczyk nie używał nigdy oszczepów. Udowodnił to zespół prof. Churchilla, który przeanalizował kości ramienia i łokcia u neandertalczyka, współczesnego mu Homo sapiens oraz u ludzi żyjących dzisiaj. U dzisiejszych bejsbolistów lub miotaczy oszczepem dochodzi do nadmiernego rozwoju mięśni jednego ramienia, przystosowanych do rzutu pocisków z wielką siłą. Równie często spotyka się charakterystyczne przemieszczenie stawu ramiennego. Antropolodzy odkryli te same cechy u wczesnych europejskich Homo sapiens, ale brakuje ich u neandertalczyków. Nasz kuzyn prawdopodobnie polował za pomocą dzidy, którą oburącz wbijał w zwierzę, natomiast nie posługiwał się wyrzucanym na odległość oszczepem. Niewykluczone, że jego kończyny, krótsze i bardziej masywne niż u Homo sapiens, były niedostosowane do rzucania. Neandertalczyk z jaskini Szanidar musiał więc zginąć z ręki Homo sapiens.

Wszystko zaczęło się od niewielkiej prawdopodobnie grupy Homo sapiens, która opuściłaAfrykę, by przedostać się do Eurazji. Liczyła być może zaledwie kilkuset osobników, naturalne było więc łączenie się z neandertalskimi partnerami. Przepływ genów między gatunkami musiał nastąpić, zanim jeszcze zaczęło się różnicowanie gatunku na Europejczyków, Azjatów i Papuasów. Dzisiejsi mieszkańcy Chin i Papui-Nowej Gwinei mają tyle samo genów neandertalczyka, ile Francuzi. Neandertalczyk i Homo sapiens prawdopodobnie łączyli się z sobą na terenie Bliskiego Wschodu, jeszcze przed migracją człowieka do Eurazji. Zgadza się to z danymi archeologicznymi, które potwierdzają, że do migracji Homo sapiens na tereny Bliskiego Wschodu doszło przed 100 tys. lat, a neandertalczyk żył tam do 50 tys. lat temu. Wymarcie neandertalczyka w Europie nastąpiło później, bo 30 tys. lat temu. W tym czasie populacja Homo sapiens była tam już bardzo liczna. W porównaniu z naszymi wymarłymi kuzynami mamy dziś aż 20 fragmentów DNA, w których nastąpiła silna selekcja genów odpowiedzialnych za zdolności poznawcze, korzystniejsze gospodarowanieenergią, rozwój czaszki, klatki piersiowej, żeber i obojczyka oraz budowę skóry i gojenie się ran. To dzięki nim Homo sapiens mógł zyskiwać przewagę. Jeden z różniących nas od neandertalczyka fragmentów DNA wpływa na ruchliwość witki plemnika. Być może więc byliśmy bardziej płodni niż nasi kuzyni. Najnowsze dane genetyczne mogą więc potwierdzić jeden z wcześniej rozważanych scenariuszy zagłady neandertalczyka: genetyczne wchłonięcie go przez Homo sapiens. W artykule opublikowanym w lipcu 2009 r. w czasopiśmie „Science" badacze z ekipy prof. Pääbo stwierdzili, że zróżnicowanie mitochondrialnego DNA neandertalczyka było bardzo ograniczone. Oszacowali, że jego populacja w Europie liczyła nie więcej niż 3400 samic.

Możliwe jest więc, że samce neandertalczyka szukały partnerek wśród Homo sapiens. Ale wspólne potomstwo neandertalczyka i człowieka współczesnego coraz bardziej przypominało tego ostatniego. Wyznawcą tej teorii jest Erik Trinkaus, antropolog z uniwersytetu w Waszyngtonie, który twierdzi, że tzw. dziecko z Lagar Velho, szkielet sprzed 24 tys. lat znaleziony na terenie Portugalii, wykazuje cechy hybrydy neandertalczyka i Homo sapiens. Podobne cechy, zdaniem Trinkausa, ma też szkielet sprzed 28 tys. lat znaleziony w Rumunii w jaskini Peştera Muierii. W dotychczas zbadanym genomie neandertalczyka nie odkryto śladów DNA Homo sapiens. Badacze z Instytutu Maksa Plancka podkreślają, że przepływ genów między dwiema populacjami nie zawsze odbywa się w obu kierunkach. Często zdarza się, że podczas kontaktu mniejszej grupy napływowej (w tym wypadku Homo sapiens) z większą grupą osiadłą (neandertalczykiem) nawet mała liczba kontaktów seksualnych może spowodować dużą zmianę genetyczną. Głównie u nowo przybyłych osobników, bo wprowadzone do ich genomu nowe allele ( jedna z wersji genu) mają tendencję do multiplikowania się w dużej częstotliwości podczas dalszej ekspansji napływowej populacji. W rezultacie po upływie tysięcy lat można dostrzec tylko ślady przepływu genów w kierunku od populacji osiadłej do napływowej, mimo że wymiana odbywała się w obie strony. Jeśli nosimy dziś w sobie tylko kilka procent genów neandertalczyka, znaczy to zapewne, że kontakty między dwoma typami człowieka były dość ograniczone.