הניאנדרטלים היו נמוכי-קומה, חסונים מאוד, ועצמות השלד שלהם היו עבות יחסית. הגולגולת שלהם מעידה על מוח בגודל מוח בני-אדם בני-ימינו, אך היא שונה במאפיינים אנטומיים קדומים, כמו רכסי גבות מודגשים וחוסר בליטת סנטר. בניגוד לתדמיתם הנפוצה בציבור של "אנשי מערות" פרימיטיביים ו"דמויי-קוף", הניאנדרטלים הלכו זקופי-קומה לחלוטין, וקרבתם לקופי אדם הייתה דומה לזו של האדם בן-ימינו. הם השתמשו באש והתקיימו על ציד ולקט. ניאנדרטלים חיו במזרח התיכון באותה תקופה שבה חיו בו בני-אדם מודרניים אנטומית, ואולי אף לצדם ויחד עמם, והשתמשו באותה תרבות חומרית, התרבות המוסטרית, המתקדמת מתרבויות עתיקות יותר, אך פחות מתקדמת מתרבויות התקופה הפלאוליתית העליונה. לא ברור באיזו מידה השתמשו הניאנדרטלים בשפה, אף כי הממצאים האנטומיים והגנטיים רומזים שהייתה להם יכולת דיבור. ביטויים אמנותיים וטקסיים נדירים מאוד בממצאים ארכאולוגיים של ניאנדרטלים, אף כי אינם נעדרים לחלוטין. נראה שהם קברו את מתיהם, אך קשה להוכיח באופן חד-משמעי שקבורה זו הייתה טקסית.
באירופה נעלמה האוכלוסייה הניאנדרטלית לאחר שהיגרו אליה בני-המין האנושי המודרני שמוצאם באפריקה, אך לא ברור עדיין אם הם אלה שהכחידו את הניאנדרטלים, ישירות או בעקיפין באמצעות תחרות, האם הטמיעו את הניאנדרטלים בתוכם כתוצאה מרביית כלאיים, או שהניאנדרטלים נכחדו כתוצאה מגורמים סביבתיים. חקר הגנום של הניאנדרטלים מראה שהם היו אוכלוסייה נפרדת מהאדם המודרני, ועם זאת, מחקרים אחרונים גילו עדות לרביית כלאיים פורייה ביניהם, אם כי בשיעור נמוך.
אטימולוגיה.
המונח "ניאנדרטל" (Neandertal) נטבע על שמו של עמק ניאנדר בנורדריין-וסטפאליה שבגרמניה, שבו התגלו המאובנים הניאנדרטליים הראשונים שהוגדרו כאוכלוסייה של אדם קדמון. פירושה המילולי של המילה "ניאנדר" (Neander) הוא "אדם חדש". שם זה ניתן לעמק במקור לכבוד יואכים נוימן (Joachim Neumann), שנודע גם בצורה היוונית של שם משפחתו כיואכים ניאנדר, מלחין מזמורי-דת פרוטסטנטי בן המאה ה-17 אשר נהג לקבל את השראתו מנופי העמק.
המילה "תאל" (בכתיב המקובל באותה תקופה thal) פירושה בגרמנית "עמק", לכן שמו המלא של עמק ניאנדר היה "ניאנדרתאל" (Neanderthal), ועל שמו נקראו המאובנים בשם "ניאנדרתלים" או "אדם ניאנדרתלי". בשנת 1901 שינתה רפורמה רשמית את צורת הכתיב "תאל" בגרמנית לכתיב המקוצר טאל (thal→tal). לכן אנשים רבים, ובייחוד אמריקאים, משתמשים כיום באיות החדש "ניאנדרטל", בעוד שבאירופה עדיין מקובל יותר האיות הישן. שתי צורות האיות נכונות בשימוש (בעברית, האקדמיה ללשון העברית ממליצה על הכתיב "נאנדרטלי"). עם זאת, מכיוון שלפי המוסכמות בתחום הטקסונומיה אין לשנות איות של שם מדעי שכבר ניתן, שם המין הנכון נותר "ניאנדרתלנסיס".
השם המדעי "הומו ניאנדרתלנסיס" (Homo neanderthalensis) בנוי בצורה התקנית של שם מדעי כפול – סוג ומין – שהנהיג קארולוס ליניאוס. שם הסוג, שפירושו בלטינית "אדם", נטבע במקור על ידי לינאוס כשם הסוג של המין האנושי בן-ימינו הומו ספיינס, בעוד שם המין גזור מהצורה הלטינית של "ניאנדרתלי". בשיטת מתן השמות המדעיים, כאשר יש צורך לציין גם תת-מין, הוא מתווסף כשם שלישי. לכן חוקרים המתנגדים להפרדת הניאנדרטלים למין אחר בסוג האדם, וסבורים שיש לכלול אותם כתת-מין נוסף של ספיינס, מכנים אותם בשם המדעי "הומו ספיינס ניאנדרתלנסיס" (Homo sapiens neanderthalensis).
גילוי וסיווג.
האדם הניאנדרטלי הוא טיפוס האדם הקדום הראשון שהתגלה למדע, ועד היום הוא השכיח ביותר בשרידי מאובנים הומיניניים, פרט למאובני האדם המודרני עצמו. עם זאת, ייתכן שהסיבה העיקרית לכך איננה שכיחות גבוהה במקור, אלא תפוצתו בחלקי עולם שכיום שוכנות בהם מדינות מתקדמות, שיש בהן עניין רב יותר במחקר פלאואנתרופולוגי, בעיקר בהשוואה למדינות מתפתחות באפריקה ובאסיה. חיזוק להשערה זו נמצא בהבדלים שבתוך תחום התפוצה הניאנדרטלי – אתרים ניאנדרטלים רבים יותר התגלו ונחקרו במדינות מערב-אירופה בהשוואה למזרחה, ובתחומי ישראל בהשוואה למדינות אחרות במזרח התיכון.
גורמים נוספים לשפע ממצאי המאובנים היו מגורי הניאנדרטלים במערות, וככל הנראה מנהגם לקבור בהן את מתיהם. גם האקלים הקר והיבש ששרר באירופה בתקופתם סייע להשתמרות המאובנים שלהם, ואף להשתמרות די-אן-איי במאובנים אלו. למרות שפע זה של ממצאים ידוע כיום שהאוכלוסייה הניאנדרטלית הייתה קטנה, התקיימה למשך תקופה קצרה יחסית למיני אדם אחרים, וייצגה ענף צדדי למדי באבולוציה של האדם.
תגליות ראשונות והגדרת המין הניאנדרטלי.
כבר במחצית הראשונה של המאה ה-19 החלו להיחשף באירופה שלדי אנשים שהאנטומיה שלהם שונה מהאנטומיה של בני-אדם מודרניים. בשנת 1829, במחוז לייז' שבבלגיה, הבחין הרופא פיליפ-שארל שמרלינג, שילדי אחד החולים שלו משחקים בגולגולות מוזרות של חיות, שאותן מצאו במערת אנז'י (Engis). שמרלינג חפר במערה וגילה מאובני בעלי-חיים קדומים כמו דוב המערות, כלי-אבן שבדיעבד שויכו לתרבות המוסטרית, ומספר עצמות אדם, אחת מהן הייתה כיפת גולגולת של ילד במצב שימור טוב. שמרלינג תיאר בפרוטרוט את ממצאיו בספר שכתב, אך הם לא זכו לתשומת לב רבה, ורק כמאה שנה לאחר מכן נמצאה הגולגולת במגירה במוזיאון והוגדרה ללא ספק כניאנדרטל.
בשנת 1848 התגלתה במחצבת פורבס (Forbes' Quarry) שבגיברלטר גולגולת כמעט שלמה של אישה מבוגרת, הידועה כיום בספרות המדעית בסימון "גיברלטר 1". בדיעבד, לאחר התגלית בעמק ניאנדר (ראו להלן), הוגדרה גם גיברלטר 1 כניאנדרטלית.
בשנת 1856 חצבו פועלים במערה במחצבת אבן גיר בעמק ניאנדר שבגרמניה, וחשפו בה עצמות-אדם מאובנות, שאותן השליכו לתל-אשפה סמוך. יוהאן קארל פולרוט , מורה בית ספר וחוקר-טבע חובב שעבר במקום, זיהה את חשיבות העצמות והראה אותן ל, פרופסור לאנטומיה באוניברסיטת בון. שניהם פרסמו את הממצא במאמר מדעי רשמי בשנת 1857, והוא זכה לכינוי "אדם ניאנדרטלי", או בכתיב הישן "אדם ניאנדרתלי". המאובנים שהתגלו כללו כיפת גולגולת אשר עד היום מסומנת בספרות המדעית כ"ניאנדרטל 1" ונחשבת ל"ממצא מגדיר" (type specimen) של המין. צורתה המוארכת והנמוכה ורכס הגבות המודגש שלה חרגו בבירור מאלו של בני-אדם בני-ימינו, אף כי נפח החלל הפנימי שלה, המעיד על גודל המוח, הוא כ-1,400 סמ"ק, דומה לממוצע של מוחות אדם בני-ימינו. יחד איתה התגלו גם שתי עצמות ירך ומספר חלקים של עצמות זרוע, אגן, עצם-בריח וצלעות. המערה המקורית נהרסה כליל בהמשך העבודות במחצבה, אך כמאה וחמישים שנים לאחר מכן, בשנת 1997, התגלו בחפירות נוספות באותו אתר כלי-אבן רבים ועצמות ניאנדרטליות שהדי-אן-איי המיטוכונדריאלי מוצה מהן בהצלחה.
שפהאוזן ופולרוט ייחסו את עצמות עמק ניאנדר לגזע בני-אדם עתיק שנכחד, אך הסבר זה נתקל באותן שנים בהתנגדות עזה גם בחוגים מדעיים. רק שנתיים לאחר פרסום התגלית, בשנת 1859, פרסם צ'ארלס דרווין את המהדורה הראשונה של ספרו מוצא המינים, אך בספר זה לא התייחס עדיין למוצא האדם או לשרידים הניאנדרטלים. תומאס הנרי האקסלי חקר את השרידים הניאנדרטלים על-פי רישומים, תצלומים והעתק גבס ששלח לו פולרוט, ודן בהם בפירוט בחיבורו ההיסטורי "ראיות למקומו של האדם בטבע" משנת 1863, ובמספר מאמרים נוספים. הוא הסכים שמדובר בשלדים עתיקי-יומין ואף הסיק נכונה שהם אינם קרובים יותר לקופי אדם ואינם מהווים "חוליה חסרה", אך הציע שהגולגולת מזכירה בצורתה גולגולות של ילידי אוסטרליה.
הקסלי גם מתח ביקורת קשה על האנטומאי פרנץ יוזף מאייר, עמיתו של שפהאוזן באוניברסיטת בון, אשר טען כי מדובר בשלד של "קוזאק מונגולי חולני, פליט שנמלט מרוסיה לגרמניה בעת מלחמות 1814". מאייר אף הרחיק לכת ורמז כי רכס הגבות הגדול של הגולגולת נוצר כתוצאה מהרגלו של בעליה הסובל ממחלות לקמט את מצחו. גם מומחים נוספים באותן שנים, למשל הפתולוג הגרמני הנודע רודולף וירכו, טענו שמדובר בשלד אדם מעוות כתוצאה ממחלה כלשהי, סברה שנפסלה לחלוטין רק עשרות שנים לאחר מכן עם גילוי מאובנים ניאנדרטלים נוספים ברחבי אירופה.
בשנת 1864 היה הגאולוג הבריטי ויליאם קינג הראשון שהציע כי שרידי העצמות מעמק ניאנדר וממחצבת פורבס שייכים למין נפרד של בני-אדם, שאותו הגדיר רשמית בשם המדעי "הומו ניאנדרתלנסיס". הקסלי הטיל ספק גם בסיווג של קינג, ובכתביו נמצאה קריקטורה שצייר המראה ניאנדרטל מוכתר בשם המדעי האירוני "הומו הרקולס קולומרום", כלומר "איש עמודי הרקולס", ככל הנראה ברמז לגולגולת מגיברלטר (הבריטית) שהתגלתה לפני שרידי ניאנדרטל מגרמניה. הוויכוח בשאלה האם ראוי לסווג את האדם הניאנדרטלי כתת-מין קדום של האדם המודרני או כמין נפרד בסוג אדם נמשך למעשה עד היום (ראו להלן בסעיף אבולוציה).
ארבע שנים לאחר מכן, בשנת 1868, התגלה במערת קרו-מניון במחוז דורדון שבצרפת, הראשון מבין שלדי אדם קדמון שמאפייניו האנטומיים זהים לאלו של בני-אדם בני-ימינו, ושונים במובהק מאלו של השלדים הניאנדרטלים. ממצא זה העלה לראשונה את שאלת היחסים בין "בני קרו-מניון" (במינוח המדעי המקובל כיום "הומו ספיינס מודרני אנטומית") לבין ניאנדרטלים בפרהיסטוריה של אירופה.
ממצאי ניאנדרטלים נוספים באירופה.
מאז סוף המאה ה-19 ועד היום התגלו כמה מאות ממצאי אדם ניאנדרטלי באירופה. המפה והרשימה להלן כוללות רק כמה מן האתרים הידועים והחשובים ביותר.
ממצאי ניאנדרטלים במזרח התיכון.