體質人類學研究中，一直對尼安德特人很感興趣，主要是某種程度上，對尼安德特人的研究有助於人類了解自己的過去。除了從骨骼化石中找證據，研究者已經從DNA對比中發現了尼安德特人與現代人類的異同，以及二者在早期重疊的生活。
要弄清楚尼安德特人，需要先對直立人和早期智人的概念有所了解。1889年，德國博物學家海克爾，在對尼安德特人化石進行了詳細研究後認為，從猿到人的演化過程中，曾經有一個過渡時期，他將這個階段的物種命名為「猿人」。事實上，按照現在的研究，猿人即現在所說的直立人，是一種古老的人屬成員，它們生活在200萬年到20萬年前，對應考古學所說的舊石器時代。但是，海克爾所研究的化石並不是「猿人」化石，而是早期智人的化石。
目前科學界普遍承認，直立人是現代人的祖先，在大約25萬年前。「猿人」的體質特徵開始發生巨大變化，腦容量已經和現代人十分相近，達到了大約1300毫升，因此得名「智人」（雖然研究已證實，腦容量和智力沒什麼關係，但這個名字還是被保留了下來）。腦容量的變化並不意味著體質形態上的改變，智人依舊前額低平、眉骨發達。智人被劃分為早期智人和晚期智人兩個階段，早期智人從大約25萬年前持續到5萬年前，對應考古學的舊石器時代中期。早期智人化石發現頗豐，我們常說的尼安德特人就是這一時期的代表。
由於尼安德特人是最早被確定為早期智人的化石材料，因此尼安德特人的概念也有了狹義和廣義之分。狹義的尼安德特人指的是在德國萊茵河流域尼安德特山谷發現的尼安德特人骨骼化石，而廣義的尼安德特人，也就是我們現在常說的被智人戰勝的對象，和智人一樣，屬於人屬下的不同種。
尼安德特人的化石是在1856年發現的，在德國的杜塞道夫一個名為菲爾德荷芬（Feldhofer）的洞穴中，研究者找到了一個成年男性的頭蓋骨，以及一些零碎的身體骨骼的化石。它的眉骨粗壯，額骨向後傾斜，枕骨突出，腦容量為1230毫升。8年後，科學家謝夫豪森將其命名為尼安德特人。事實上，在尼安德特人化石被發現之前的1848年，曾經有人在西班牙直布羅陀找到過一塊顱骨化石，但是並沒有引起重視，直到尼安德特人得到鑑定確認後，直布羅陀人也判定為劃分為與尼安德特人同一時期的遠古人類。
從尼安德特人的骨骼上，我們不僅能夠得知他們的長相與生活方式，其上還留存著他們出生、成長、衰老的過程，以及與智人和環境相處的模式。迄今為止，人類學家已經發現了豐富的尼安德特人化石，從西歐一直向東延伸到中亞地區都有發現，最北的發現地在北緯53°，最南的則在巴勒斯坦。
在2016年，曾經有一篇發表在《科學》雜誌上的文章說，尼安德特人的DNA深刻地影響著現代人，現代歐洲人大約有1.5%到2.1%的DNA來自尼安德特人，雀斑、抑鬱症和菸癮等，可能都與其有關。當然，研究還在繼續，尼安德特人為何滅絕也還是頗具爭議的話題。
FUN知識點：生物學中「種」的概念與古生物學中「種」的概念略有不同。生物學中的「種」是指，「自然存在著的、最大的個體群」，群內的異性個體能夠相互交配，並產生具有繁殖能力的後代，在這個概念中，不同種意味著存在生殖隔離，最常說的例子就是馬和驢的後代為沒有生育能力的騾子。
古生物學中的「種」則是指一個「時間序列種」，表示的是進化中的一個環節，是為了研究方便而劃定的。我們不能說直立人和智人之間存在明確的「界限」，晚期直立人和早期智人之間事實上是無比相似的，體現在骨骼化石上，一塊骨骼往往是原始特徵與進步特徵並存。這也解釋了，為什麼尼安德特人與智人雖屬於不同的「種」，但是卻可以進行交配，產生具有生殖能力的後代，並將其身體上的某些遺傳特徵留在了現代人的基因中。