Enligt ett par vetenskapliga studier kommer viktiga gener i immunsystemet från våra gamla "kosiner".
Resultaten, som finns i The American Journal of Human Genetics, tyder på att vi har neandertalare att tacka för att kunna bekämpa patogener.
Men interbreeding kan ha haft en nackdel, eftersom samma gener kan ha gjort oss mer benägna att allergier.
Dagens människor kan spåra sina förfäder till en liten befolkning som dök upp från Afrika för omkring 60 000 år sedan.
När de afrikanska människorna spred sig över hela världen, kom de i kontakt med andra forntida människor som var baserade i Europa och västra Asien.
Genetiska bevis tyder på att dessa olika "triber" interavlade, med en del av arvsmassan hos neandertalare fortfarande finns hos människor som lever idag.
Ca 1% till 6% av det moderna Eurasiska mänskliga genomet verkar komma från neandertalare och Denisovans - en annan utdöd medlem av den mänskliga familjen.
Forskare i Tyskland analyserade generna hos både moderna människor och våra forntida släktingar för att finna källan till förändringar i vårt immunsystems genetiska ritningar.
De fann några av fragmenten av neandertal-DNA hos människor som lever idag spela en nyckelroll i immunsystemet som frontlinjen för försvar mot patogener som bakterier, svampar och parasiter.
"Bevisen tyder på att denna genetiska region bidrar till immunförsvaret hos moderna människor," Dr Michael Dannemann vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, Tyskland, berättade BBC News.
"Vid någon tidpunkt i historien kan det ha varit en fördel att ha dessa neandertalgener när det gäller att bekämpa infektioner eller dödliga patogener från 10.000 år sedan.
"Det kan också vara en fördel idag, men det är svårt att identifiera."
Dr Danneman, en medforskare på en av tidningarna, sade att detta arv från neandertalarna också kunde ha lämnat vissa människor mer benägna att allergier - på grund av effekten på immunsystemet - även om detta kräver ytterligare utredning i laboratoriet.
En andra grupp forskare - i Frankrike och USA - analyserade självständigt genetiska data om moderna människor från 1000 Genomes-projektet tillsammans med arvsföljderna hos forntida människor.
De kom fram till liknande slutsatser - att en särskild grupp av viktiga mänskliga immungener kommer från neandertalare och Denisovaner.
Dr Lluis Quintana-Murci från enheten för mänsklig evolutionär genetik, Institut Pasteur, Paris, sade att resultaten kom som en stor överraskning.
"Vår stora överraskning var att finna att denna gen region har en så hög neandertal anor eftersom denna region har visat sig ha en stor biologisk relevans i värd överlevnad mot patogener", sade han.
"Vi kanske ska tacka neandertalarna för att de gett oss mångfald i medfödd immunitet för att överleva bättre mot patogener."
Följ Helen på Twitter.
Vi kan vara skyldiga vår förmåga att bekämpa sjukdomar till våra utdöda släktingar - neandertalarna och denisovanerna.