Heidelbergmennesket hadde et kranium på 1 225-1 300 cm³, langt større enn forgjengeren (600-910 cm³), og ikke så mye mindre enn neandertalerne (1 125-1 550 cm³). Kraniet hadde store øyenbrynsben, lavt panneben og tykk hodeskalle. Dette tydet på at feste for store tyggemuskler hadde stor fysiologisk betydning.