המאפיין של כל מיני האוסטרלופיתקנים הוא הצרוף הייחודי של הליכה על שתיים בקומה זקופה יחסית, בדומה לאדם, עם מוח בגודל של מוח השימפנזה (נפח גולגולת של 380 עד 530 סמ"ק בבוגר) הקטן משמעותית מזה של מוח האדם (1,200 עד 1,800 סמ"ק באדם המודרני). מבחינה זו האוסטרלופיתקנים מהווים שלב ביניים מובהק בין קופי אדם והאדם, ומדגימים כי ההזדקפות על הרגליים האחוריות קדמה באבולוציה של משפחת האדם לגידול בנפח המוח. את ההליכה הזקופה של האוסטרלופיתקנים ניתן להסיק ממאפייני שלד רבים, בין השאר צורת כף הרגל כמעט אנושית עם בוהן קרוב לשאר האצבעות, מבנה אגן דמוי קערה אופקית בדומה לזה של האדם, והעמדה של החיבור לעמוד השדרה (foranum magnum) בבסיס הגולגולת כמו באדם, ולא באחורי הגולגולת כמו בקופי האדם ושאר יונקים הולכי-על-ארבע. באוסטרלופיתקנים הזרועות שוות בערך באורכן לרגליים, וגם בכך הם תופסים עמדת ביניים בין קופי האדם, שאצלם הזרועות ארוכות יותר, לאדם שאצלו הרגליים ארוכות יותר. יחס זה כמו מאפייני שלד אחרים רומז שהאוסטרלופיתקנים עדיין הרבו לטפס על עצים במקביל להליכה על הקרקע.
על פי שרידיהם המאובנים ניתן לסווג מיני אוסטרלופיתקנים לשתי קבוצות עיקריות: האוסטרלופיתקנים ה"חינניים" (gracile) והאוסטרלופיתקנים ה"חסונים" (robust). האוסטרלופיתקנים החינניים היו נמוכי קומה (100 עד 140 ס"מ בבוגר) בעלי מבנה גוף עדין (משקל מ-30 עד 60 ק"ג) ולסת מפותחת רק במקצת. דוגמאות מובהקות למינים כאלו הם אוסטרלופיתקוס אפרנסיס ואוסטרלופיתקוס אפריקנוס. האוסטרלופיתקנים החסונים היו גדולי גוף (עד 80 ק"ג) והתאפיינו במיוחד בלסת תחתונה מסיבית, שיניים גדולות ורחבות, ורכס סגיטלי - מעין "כרבולת" של עצם המשמשת מאחז לשרירי לעיסה מפותחים - בראש הגולגולת. דוגמאות אופייניות הם אוסטרלופיתקוס רובוסטוס ואוסטרלופיתקוס בויזאי. בגלל הבדלים אלו יש טקסונומים המעדיפים להפריד את האוסטרלופיתקנים החסונים לסוג נפרד, פרנתרופוס (שם מדעי: "Paranthropus"; מיוונית: "לצד האדם"). לפי סיווג זה ייקראו שני המינים האחרונים פרנתרופוס רובוסטוס ופרנתרופוס בויזאי.
בית גידול ואורח חיים.
כיוון שצפייה ישירה באורח החיים של יצורים נכחדים אינה אפשרית, ניתן להעלות ניחושים מושכלים על ידי חקירה מעמיקה של השרידים ולעיתים אף לאשר תחזיות באמצעות תצפיות ספציפיות. לדוגמה, סביר שאוסטרלופיתקנים לא נטו לזוגיות מונוגמית כמו בני אדם, אלא חיו בחבורות יותר פתוחות שבהן זכר שליט הזדווג עם מספר נקבות. ניתן להסיק זאת מדו-צורתיות מינית (דימורפיזם - ההבדל בין גודל הגוף של הזכרים והנקבות) מודגשת במאובני אוסטרלופיתקוס בדומה לדו-צורתיות מינית מודגשת אצל פרימטים לא מונוגמיים כמו שימפנזות וגורילות. אצל יונקים מונוגמיים ובפרט פרימטים מונוגמים, כמו בני אדם וגיבונים, הבדלי הגודל בין זכרים לנקבות מתונים יותר.
בית גידול.
בניגוד לקופי אדם מודרניים, בית הגידול של האוסטרלופיתקנים לא היה יער גשם טרופי אלא ערבה וסוואנה. ניתן לקבוע זאת על סמך אבקני צמחים מאובנים שנמצאו באותן שכבות עם מאובני אוסטרלופיתקנים. ממצא זה תואם את השינוי האקלימי שחל בתקופת המיוקן לאקלים קר ויבש יותר. נראה ששינוי זה גרם להקטנת שטחי היער הטרופי והעניק יתרון לקופי אדם הולכי-על-שתיים שיכלו לנצל שטחים פתוחים יותר. סביר כי בדומה לפרימטים שוכני סוואנה כיום, כמו קופי בבון, אוסטרלופיתקנים בילו את שנת הלילה על עצים בסוואנה ומצאו בהם מקלט מפני אריות וצבועים, ואולם על-מנת להיזון היה עליהם להסתכן ולרדת אל השטחים הפתוחים.
תזונה.
חוסר בהירות שורר עדיין לגבי מרכיבי התזונה של אוסטרלופיתקנים. על פי יחסי האיזוטופים פחמן-12 ופחמן-13 בעצמות ובשיניים של בעלי חיים ניתן לבדוק אם הם ניזונו בעיקר מצמחים המשתמשים יותר במסלול הפוטוסינתטי C3, האופייני לפירות ועלים, או יותר במסלול הפוטוסינתטי C4, האופייני לעשב. בבדיקת מאובני אוסטרלופיתקנים נמצא בבירור כי הפחמן שבהם הגיע ממסלול C4, בהתאמה יפה לבית גידול בסוואנה ולא ביער טרופי, ואולם לא ניתן לקבוע איזה חלק מהפחמן הגיע ישירות מאכילת עשב, היינו תפריט צמחוני, ואיזה חלק הגיע מאכילת בעלי-חיים שאכלו את העשב, כלומר טריפה או אולי אכילת נבלות. גם בדיקת תבניות שחיקה מיקרוסקופיות (dental microwear) על שיני אוסטרלופיתקנים עדיין לא הביאה להכרעה בשאלה זו. מרבית האנתרופולוגים היום מעריכים שהאוסטרלופיתקנים ה"חינניים" היו אוכלי-כול בדומה לשימפנזים ובני-אדם, אך ייתכן שהלסתות והשיניים הגדולות של בני הסוג פרנתרופוס מעידות על התאמה ללעיסת מזון צמחי קשה, אולי זרעים או אגוזים.
סיתות כלי אבן.
במשך זמן רב לא נמצאו מאובני אוסטרלופיתקוס בהקשר ברור עם כלי אבן מסותתים, והסברה המקובלת הייתה שסיתות אבן הוא נחלתם הבלעדית של מיני הסוג אדם, בעלי המוח הגדול יותר. שם המין של הומו הביליס (כלומר "האדם המיומן") אף נטבע לציון יכולתו לייצר את כלי האבן של התרבות האולדובאית, הנקראת על שם ערוץ אולדובאי בטנזניה ששם הם נמצאו לראשונה. ואולם בשנים 1992–1994 גילו האנתרופולוג האתיופי סילשי סמאו ועמיתיו כלי אבן בטכניקה אולדובאית גם בעפר שבאתיופיה, תיארכו אותם לגיל של כ-2.6 מיליון שנה לפני זמננו, ואף קישרו אותם עם עצמות השייכות כנראה לאוסטרלופיתקנים. המאובנים העתיקים ביותר שהתגלו מן הסוג אדם מתוארכים לגיל של כשני מיליון שנה בלבד לפני זמננו (להוציא לסת עליונה יחידה המתוארכת לגיל של 2.33 מיליון שנה), ולכן במשך כמה מאות אלפי שנים האוסטרלופיתקנים הם המועמדים הידועים היחידים להכין כלים אלו. בנוסף הסתבר שהכנת כלים אולדובאים דורשת פחות אינטליגנציה ממה שחשבו בתחילה, שכן האבנים המסותתות שנמצאו הן לאו-דווקא הכלים עצמם, אלא הליבות שמהן התיז הסתת נתזי אבן חדים (ייצור נתזים נחשב כמצריך פחות אינטליגנציה מאשר סיתות של ליבה משום שהוא אינו דורש מהסתת לעבוד על פי תמונה מנטלית של הכלי אליו הוא שואף להגיע). המומחה לכלי אבן ניקולס טות אף הצליח ללמד קוף אדם – השימפנזה הננסי המפורסם קאנזי – לייצר נתזי אבן חדים בטכניקה האולדובאית ולהשתמש בהם. גם הזיהוי הברור של התרבות האולדובאית עם הומו האביליס והומו ארקטוס אינו שולל את האפשרות שאוסטרלופיתקנים השתמשו בה, משום שלאורך חלק ניכר מהפרהיסטוריה של כלי אבן השתמשו בכל תרבות יותר ממין אחד של הומינידים.
בין אם אוסטרלופיתקנים סיתתו אבנים ובין אם לא, סביר שהם השתמשו גם בכלים שאינם מותירים שרידים, כמו אבנים לא מסותתות ואולי אף בכלי עץ מעובדים כמו מקלות חפירה מחודדים וחניתות עץ פרימיטיביות, כפי ששימפנזים לפעמים עושים כיום בבית הגידול הטבעי שלהם.
אבולוציה.
אחת הסוגיות המרכזיות הנוגעות לסוג אוסטרלופיתקוס היא האם הוא מהווה את "החולייה החסרה" בין קוף האדם לאדם. עד מחצית המאה ה-20 בערך חיפשו אנתרופולוגים ופלאונטולוגים באינטנסיביות את החוליה החסרה, כלומר את מאובן המעבר בין קוף האדם לאדם. ואולם בעשרות השנים האחרונות השתרשה תפיסת האבולוציה כ"שיח" מסועף ולא כ"סולם" המוביל ליניארית מיצורים פשוטים יותר אל "פאר היצירה" - האדם המודרני. בתפיסת השיח הצבעה על יצור יחיד כעל החולייה החסרה היא חסרת טעם למדי, ואכן ביטוי זה כבר אינו משמש יותר בספרות המדעית (להבדיל מהתקשורת הפופולרית). עץ המאובנים של משפחת האדם בכלל והסוג אוסטרלופיתקוס בפרט הוא דוגמה טובה לתפיסת השיח - הוא כה מסועף עד כי ייתכן שלעולם לא יהיה ניתן לשרטט אותו בביטחון מלא ולהתחקות במדויק אחרי השרשרת המפותלת של מינים שהובילה בסופו של דבר לאדם המודרני. אך אין ספק שהסוג אוסטרלופיתקוס מילא תפקיד מרכזי בשיח זה, ושמיני אוסטרלופיתקוס מסוימים, בעיקר הקדומים יותר כמו אפרנסיס, אנאמנסיס וראמידוס, היו קרובים מאוד, אם לא זהים, לאבות הקדמונים הישירים של המין האנושי.
באמצעות השוואות מולקולריות בין גנום האדם המודרני לגנום השימפנזה ניתן לקבוע שהאב הקדמון המשותף שלהם חי כחמישה עד שישה מיליוני שנה לפני זמננו. המאובנים הקדומים ביותר שניתן לסווגם בוודאות כאוסטרלופיתקנים מתוארכים בשיטות רדיומטריות לכארבעה מיליון שנה לפני זמננו. מצד אחד הם דומים מאוד למאובני הומינידים שקדמו להם: סוגים פחות מוכרים כמו אורורין, סהלאנתרופוס וארדיפיתקוס, העתיקים מספיק כדי להיות מועמדים לאב הקדמון המשותף של השימפנזה והאדם. מצד שני אותם מיני אוסטרלופיתקנים דומים מאוד למינים המוקדמים יותר של סוג האדם - הומו הביליס והומו ארקטוס.
ניתוח מאפייני השלד של מיני אוסטרלופיתקוס ופרנתרופוס מראה שהמינים ה"חסונים", הגדולים יותר ובעלי מערכת הלעיסה המפותחת יותר, הם ברובם גם מאוחרים יותר, שני מיליון שנים לפני זמננו ואף פחות מזה, וחיו במקביל למינים הראשונים של הסוג הומו. לכן התפיסה המקובלת היום היא שמיני אוסטרלופיתקוס ובעיקר פרנתרופוס מהווים ענף (או אולי מספר ענפים) שהתפתח במקביל לענף האדם ולבסוף נכחד כולו. מינים מתמחים אלו פיתחו את החלק התחתון של הגולגולת ומערכת הלעיסה, בניגוד למיני האדם שפיתחו את נפח המוח. אחד או יותר ממיני אוסטרלופיתקוס העתיקים יותר והקרובים לנקודת הפיצול בין הענפים הם אלו שקרוב לוודאי היו אבות ישירים של המין האנושי.
תולדות התגליות.
ריימונד דארט: גילוי האוסטרלופיתקנים הראשונים.