מיני סוג האדם מתאפיינים בפנים ובלסתות קטנות ובלתי-בולטות, בהשוואה לפנים והלסתות הבולטות קדימה של אוסטרלופיתקים וקופי-אדם. גם השיניים של בני סוג האדם קטנות יותר, בייחוד הטוחנות והקדם-טוחנות שאצל האוסטרלופיתקים הן מורחבות מאוד. במבט מלמטה על הלסת העליונה, או מלמעלה על הלסת התחתונה, המשנן של בני סוג האדם הוא בצורת קשת או פרבולה, בעוד שהמשנן של אוסטרלופיתקים הוא בעל צורת "ח" מרובעת, כאשר שורות השיניים משני הצדדים מקבילות זו לזו. הניבים של אוסטרלופיתקים וקופי-אדם ארוכים משאר שיניהם וחדים יותר, בייחוד אצל הזכרים. בעת סגירת הלסתות, הניבים משתלבים בתוך רווחים (diastema) תואמים בין שיני הלסת הנגדית. בסוג האדם, לעומת זאת, הניבים שווים בגובהם לשאר השיניים, ואין דיאסטמות בינם לבין השיניים הסמוכות.
הקטנת השיניים והלסתות בסוג האדם התאפשרה ככל הנראה על ידי הסתמכותו ההולכת וגוברת על כלי-אבן, ומאוחר יותר גם על צלייה באש, לצורך חיתוך, ריסוק ועיבוד המזון. לפי השערה נפוצה אחרת, סייע לכך גם הגדלת מרכיב המזון מן החי בתזונה, שכן תכולת החלבון, הפחמימות והשומן בבשר גדולה משל מרבית המזונות הצמחיים המצויים בטבע. לפי השערה נוספת, הגידול העצום במוח בסוג האדם התאפשר בין השאר בעקבות החלשותו והצרתו של שריר הצדע , המתחבר בחלקו העליון לגולגולת. באוסטרלופיתקים, שריר הצדע הגדול הקיף את כל הגולגולת והתחבר לרכס עצם אורכי בראשה, שאצל מיני פראנתרופוס אף מקבל צורת "כרבולת". אך בסוג האדם, שריר צדע קטן בהרבה מתחבר רק לצידי הגולגולת.
שיניים הן המרכיב העמיד ביותר בשלד והנפוץ ביותר בתגליות מאובנים, והלסתות אף הן מן הממצאים היותר נפוצים. לכן הסיווג של מאובנים רבים לסוג האדם, ובכלל זה העתיקים ביותר מביניהם, מתבסס בעיקר על שיניים ולסתות.
אבולוציה.
מוצא בפליסטוקן המוקדם.
על פי הקונצנזוס המדעי בפלאואנתרופולוגיה התפתח סוג האדם במזרח או בדרום אפריקה בראשית תקופת הפליסטוקן, ואולי אף לפני כן בסוף תקופת הפליוקן, מתוך אחד ממיני הסוג אוסטרלופיתקוס. ואולם מעט מאוד ידוע על התפתחות זו, עקב נדירותם של מאובני הומינינים מן התקופה שבין 2 מיליון שנה ל-3 מיליון שנה לפני זמננו. המאובן המוקדם ביותר המסווג לסוג האדם היא לסת תחתונה חלקית שהתגלתה באתר לדי-גרארו (Ledi-Geraru) בעמק העפר באתיופיה ומסומנת בסימון הקטלוגי LD 350-1. היא מתוארכת לגיל של 2.8 מיליון שנה. במבט מלמעלה הלסת היא בצורה הפרבולית האופיינית לסוג האדם, עם שיניים קטנות וניבים לא בולטים, ולא בצורת האות "ח" (ראו פרק מאפיינים) גדלת שיניים האופיינית למיני הסוג אוסטרלופיתקוס. בדומה למרבית הממצאים העתיקים ביותר מסוג האדם היא סווגה על ידי מגליה כ-".Homo sp", היינו מין בלתי-ידוע בסוג האדם.
עד גילוייה של LD 350-1, המאובן הקדום ביותר שסווג לסוג האדם היה מאוחר יותר בכ-400 אלף שנה, בן 2.3 עד 2.5 מיליוני שנים. מאובן זה, המסומן UR 501 אף הוא לסת תחתונה בעלת צורה פרבולית ושיניים קטנות יחסית. הוא התגלה לחופי אגם מלאווי בגבולה הדרומי של טנזניה, וסווג על ידי מגליו למין הומו רודולפנסיס.
בדומה ל-LD 350-1 ו-UR 501, כל מאובני סוג האדם מתקופה של שני מיליון שנה ויותר הם חלקיים מאוד, ואינם מספקים כל מידע על נפח המוח או על היחסים בין אורך הזרועות והרגליים, שהן תכונות מגדירות של סוג האדם. הגולגולת השלמה יחסית העתיקה ביותר מסוג האדם היא גולגולת KNM ER 1470 שהתגלתה על ידי אחת המשלחות של ריצ'רד ליקי לחופו המזרחי של אגם טורקאנה בצפון קניה. היא מתוארכת לתקופה של כ-1.9 מיליון שנה לפני-זמננו, נפח המוח שלה כ-750 סמ"ק והיא מסווגת בדרך-כלל למין הומו רודלופנסיס או למין הומו הביליס.
מגוון מיני האדם בפליסטוקן הקדום.
באתר דמניסי בגאורגיה התגלו מאובני סוג האדם העתיקים ביותר מחוץ ליבשת אפריקה - בני כ-1.8 מיליון שנה. אתר זה גם מהווה אתר מפתח להבנת המגוון ומספר מיני הסוג אדם בפליסטוקן הקדום. זהו האתר היחיד מתקופה זו שבו התגלו מספר גולגולות אדם באותו מקום ומאותו זמן. בשנת 2002 הציעו חופרי האתר לסווג את המאובנים למין אדם משלהם הומו גאורגיקוס. ברם, כיום רובם מעדיפים לסווג אותם כהומו ארקטוס מוקדם. חמש הגולגולות המפורטות שהתגלו באתר מפגינות מגוון של תווי פנים ונפחי מוח. "דמניסי 1", הגולגולת הראשונה שהתגלתה באתר, היא בנפח מוח של 780 סמ"ק הנמצא על הגבול בין נפחי המוח של גולגולות הומו הביליס והומו ארקטוס המוקדם, אך "דמניסי 5" היא בעלת נפח מוח של 546 סמ"ק בלבד, קטן משל כל גולגולות הביליס שהתגלו פרט לאחת, וזאת למרות שהיא הגדולה בין גולגולות דמניסי ושייכת ללא ספק לזכר בוגר ומפותח. למרות זאת מאפייניה האנטומיים של דמניסי 5 גרמו למחברי המאמר לסווג אותה כארקטוס ולא כהביליס. בהנחה שכל גולגולות דמניסי אכן שייכות לאותו מין, השונות ביניהן גדולה משל כל מין מאובן יחיד של אדם, ודומה לשונות המתגלה בין גולגולות האדם המודרני הומו ספיינס. לסברת חוקרי האתר, שונות זו מצביעה על כך שמיני האדם שהוגדרו בפליסטוקן הקדום - גאורגיקוס, ארקטוס, ארגסטר, ואף הביליס ורודולפנסיס, למעשה מהווים מין אחד שהשונות בין פרטיו גדולה ממה שהיה נהוג לחשוב.
התפשטות והתמיינות בפליסטוקן התיכון.
בתקופה שבין 1.8 מיליון שנה ועד התקופה הפלאוליתית העליונה לפני כ-50 אלף שנה המשיך סוג האדם להתפשט למרבית חלקי העולם הישן, ובכלל זה אירופה, המזרח התיכון, תת-היבשת ההודית, מזרח אסיה, ואף איים כמו איי דרום-מזרח אסיה, איי הפיליפינים והאיים הבריטיים, אשר היו פחות מבודדים כתוצאה ממפלס פני הים נמוך יותר בעשרות מטרים במשך מרבית תקופות עידן הקרח של הפלייסטוקן. התפשטות זו מתועדת באתרים ארכאולוגים, בעיקר מן התרבות האשלית ותרבויות דומות של סיתות כלי-אבן, שבחלקם מתגלים לראשונה גם ראיות לשימוש באש. המאובנים ששרדו בחלק מאתרים אלו מראים ברובם על המשך המגמה האבולוציונית לגידול בגודל הגוף, ולגידול בגודל המוח אף יחסית לגוף הגדול יותר, במקביל לשכלול טכנולוגיית הסיתות של כלי אבן. מאובנים אלו משויכים בדרך-כלל למין הומו ארקטוס ולמינים ואוכלוסיות נוספות שככל הנראה התפתחו ממנו, כמו הומו היידלברגנסיס, האדם הניאנדרטלי, האדם הדניסובי ולבסוף גם הומו ספיינס מודרני אנטומית. הגדרת ההבדלים בין מינים ואוכלוסיות אלו לעיתים קרובות איננה ברורה, ומכל מקום ממצאים פלאוגנטים מראים שהתקיימו ביניהם גם מקרים של רביית כלאיים.
ואולם במקביל למגמה העיקרית של הגדלת הגוף והמוח בסוג האדם, מתגלים באותן תקופות גם מינים ואוכלוסיות קטני גוף ומוח, כמו הומו נאלדי, הומו פלורסיינסיס והומו לוזוננסיס. אוכלוסיות יוצאות דופן כאלו אולי התפתחו כתוצאה מבידודן באיים ובאזורים יבשתיים מרוחקים.
הכחדה בפליסטוקן המאוחר.
אלפי השנים האחרונות ייחודיות בהכחדתם של כל מיני סוג האדם, פרט למין ספיינס שהשתלט על חלקים גדולים של האזורים היבשתיים בכדור הארץ, ובכלל זה בתי-גידול וגומחות אקולוגיות רבות ושונות זו מזו, ולבסוף אף הפך למין מהנדס סביבה ושינה אותם לצרכיו.
אין ראיות ברורות כיצד נכחדו שאר מיני האדם, אך הסמיכות של הכחדות אלו להתפשטות ספיינס רומזת על הקשר ביניהן. כך למשל נכחד האדם הניאנדרטלי באירופה ובאסיה במהלך כמה אלפי שנים לאחר התיישבות ספיינס במקומות אלו, והומו פלורסיינסיס נכחד באי פלורס כאלפי או עשרות אלפי שנה לאחר שעברו באיים מתיישבי ספיינס בדרכם לאוסטרליה, ככל הנראה לאחר לפחות 700 אלף שנה של חיים באי. גם מיני יונקים גדולים ממשפחות וסדרות אחרות, כגון פילאים, סוסיים, עצלני קרקע ואף טורפים שונים נכחדו באוסטרליה ובאמריקה הצפונית והדרומית, זמן קצר לאחר התיישבות ספיינס באזורים אלו.
האדם הניאנדרטלי
האדם הנֵיאַנְדֶּרְטָלִי (נכתב גם ניאנדרתלי) הוא אוכלוסייה נכחדת של אדם קדמון, שהייתה נפוצה באירופה, במזרח התיכון (ובכלל זה בארץ ישראל), במערב אסיה ובמרכזה, במהלך תקופות קרחוניות ובין-קרחוניות של הפליסטוקן התיכון והעליון. האדם הניאנדרטלי מסווג כמין נפרד בשם הומו ניאנדרתלנסיס (Homo neanderthalensis) בסוג אדם על ידי חלק מהחוקרים בתחום הפלאואנתרופולוגיה, או כתת-מין של הומו ספיינס, המין האנושי המודרני, על ידי חוקרים אחרים.
הניאנדרטלים מוכרים למדע משלדים מאובנים רבים שהתגלו החל מתחילת המאה ה-19, ובשנים האחרונות גם מרצף הגנום שלהם, אשר מופה על-פי די-אן-איי שמוצה מעצמותיהם. כלי האבן, עצמות בעלי החיים, וממצאים ארכאולוגיים נוספים שהתגלו ביחד עם שלדים אלו, מספקים מידע רב על אורחות חייהם בתקופה הפלאוליתית התיכונה. הניאנדרטלים הופיעו בצורתם המובהקת לפני כ-130 אלף שנה, אך הם דומים לטיפוסי אדם קדומים יותר המסווגים לרוב כהומו היידלברגנסיס, "ספיינס ארכאי" או "קדם-ניאנדרטלים". הניאנדרטלים נכחדו לפני 40 אלף עד 28 אלף שנה. שאלות הנוגעות למקומם של הניאנדרטלים באבולוציה של האדם, טיב שפתם ותרבותם, יחסיהם עם בני-אדם מודרניים והסיבות להכחדתם, מעוררות עניין במדע ובציבור, בשל חשיבותן להגדרת הייחוד האנושי ו"מותר האדם".