Από την ανακάλυψη των πρώτων απολιθωμένων οστών ανθρώπων του Νεάντερταλ, το 1856, οι επιστήμονες συζητούν έντονα δύο ζητήματα: Τη θέση αυτού του είδους στο οικογενειακό δέντρο του σύγχρονου ανθρώπου και τις αιτίες της εξαφάνισής του.
Ηδη από την ανακάλυψη των πρώτων απολιθωμένων οστών ανθρώπων του Νεάντερταλ, το 1856, οι επιστήμονες συζητούν έντονα δύο ζητήματα: Τη θέση αυτού του είδους στο οικογενειακό δέντρο του σύγχρονου ανθρώπου και τις αιτίες της εξαφάνισής του. Σύμφωνα με μία από τις θεωρίες που διατυπώθηκαν, οι Νεάντερταλ είναι αρχαϊκή παραλλαγή του δικού μας είδους, του Homo sapiens (άνθρωπος ο σοφός), που εξελίχθηκε στον σημερινό ευρωπαϊκό πληθυσμό ή ενσωματώθηκε στον πληθυσμό των χόμο σάπιενς, ο οποίος εξαπλώθηκε στην ήπειρο. Η άλλη θεωρία είναι ότι πρόκειται για ένα διαφορετικό είδος, τον Homo Neadertalensis (άνθρωπος του Νεάντερταλ), τον οποίο οι σύγχρονοι άνθρωποι γρήγορα εξάλειψαν, μόλις μπήκαν στην περιοχή όπου ζούσε ο Νεάντερταλ.
Αυτές οι διαπιστώσεις έκαναν ορισμένους ερευνητές να μελετήσουν πιο προσεκτικά άλλους παράγοντες που μπορεί να οδήγησαν στην εξαφάνιση των Νεάντερταλ. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απάντηση για την εξαφάνιση μπορεί να είναι πολύ πιο σύνθετη.
Η γρήγορη και απότομη εναλλαγή περιόδων παγετώνων και μεσοπαγετωνικών περιόδων ήταν πολύ ισχυρή οικολογική πίεση. Τα δάση των μεσοπαγετωνικών εποχών έδιναν τη θέση τους σε λιβάδια και οι ρινόκεροι σε ταράνδους. Ηταν τόσο απότομες οι εναλλαγές, που κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου, όλα τα φυτά και τα ζώα που γνώρισε μεγαλώνοντας μπορεί να εξαφανίζονταν από την περιοχή του και να αντικαθίσταντο από άγνωστη σ' αυτόν χλωρίδα και πανίδα. Και μετά, το περιβάλλον να ξαναγυρνούσε στην προηγούμενη κατάσταση. Σύμφωνα με μια νέα θεωρία, είναι ακριβώς αυτή η διακύμανση των κλιματολογικών συνθηκών και όχι το κρύο των παγετώνων που πρέπει να ώθησε τους πληθυσμούς των Νεάντερταλ μέχρι το σημείο που δεν έχει γυρισμό. Για να επιζήσουν οι Νεάντερταλ θα έπρεπε να προσαρμοστούν σε ένα νέο τρόπο ζωής πολύ γρήγορα, αφού δε θα υπήρχαν πια δέντρα για να κρύβονται πίσω τους, ούτε ρινόκεροι για να κυνηγούν. Για να επιζήσουν θα έπρεπε να αλλάξουν τον τρόπο που αναζητούσαν την τροφή τους.
Μερικοί Νεάντερταλ πραγματικά προσαρμόστηκαν στον μεταβαλλόμενο κόσμο τους, όπως δείχνει η αλλαγή στους τύπους εργαλείων και στα θηράματα που κυνηγούσαν. Αλλά πολλοί πρέπει να χάθηκαν κατά τη διάρκεια αυτών των διακυμάνσεων, αφήνοντας διάσπαρτους και απομονωμένους πληθυσμούς του είδους. Γενετική μελέτη που έγινε τον περασμένο Απρίλη υποστηρίζει τον κατακερματισμό των πληθυσμών Νεάντερταλ, που με βάση το μιτοχονδριακό DNA χωρίζονται σε τρεις υποομάδες: Τους Νεάντερταλ της δυτικής Ευρώπης, εκείνους της νότιας Ευρώπης και μια τρίτη ομάδα στη δυτική Ασία.
Για άλλους ερευνητές το γεγονός ότι οι Νεάντερταλ εξαφανίστηκαν μόνο μετά την είσοδο του χόμο σάπιενς στην Ευρώπη, δείχνει καθαρά ότι οι νεοεισερχόμενοι στην περιοχή συνέβαλαν στην εξαφάνιση των παλιών, ακόμα και αν δεν τους σκότωσαν με τα χέρια τους. Ο ανταγωνισμός για την τροφή με ένα είδος ανθρώπων που ήταν πιο ευρηματικό και πιο εύκολα προσαρμοζόμενο στις αλλαγές, έβαλε τους Νεάντερταλ σε μειονεκτική θέση. Ισως οι χόμο σάπιενς να ήταν λιγότερο επιλεκτικοί στο είδος τροφής, χωρίς να περιορίζονται στα μεγάλα θηλαστικά (όπως έκαναν πολλές ομάδες Νεάντερταλ), κυνηγώντας και μικρότερα ζώα, τρώγοντας και φυτικές τροφές. Οι Νεάντερταλ είχαν το δικό τους τρόπο να κυνηγούν και ίσως αυτός επαρκούσε όσο δεν υπήρχαν οι σύγχρονοι άνθρωποι. Το πιο βαρύ σώμα των Νεάντερταλ είχε ανάγκη μεγαλύτερης ποσότητας τροφής που ήταν πια δυσεύρετη.
Οι χόμο σάπιενς δεν είχαν μόνο καλύτερα εργαλεία, αλλά και πιο ισχυρές κοινωνικές σχέσεις μεταξύ τους, που τους έδιναν εξελικτικό πλεονέκτημα, κάνοντας πιθανότερη την επιβίωση των παιδιών τους. Πριν από 30.000 χρόνια ο αριθμός των χόμο σάπιενς που έφταναν να γίνουν παππούδες και γιαγιάδες εκτοξεύτηκε. Οι σύγχρονοι άνθρωποι είχαν έτσι περισσότερα αναπαραγωγικά χρόνια και περισσότερο χρόνο να μεταδώσουν στους νεότερους την πείρα τους για μεθόδους επιβίωσης υπό δύσκολες συνθήκες (π.χ., πού να βρίσκουν νερό σε περιόδους ξηρασίας).
Στις τοποθεσίες που εντοπίστηκαν στο Γιβραλτάρ τα οστά των τελευταίων Νεάντερταλ βρέθηκαν εργαλεία και υπολείμματα τροφής που δε διαφέρουν πολύ από εκείνα των χόμο σάπιενς που κατοίκησαν τις ίδιες σπηλιές μερικές χιλιάδες χρόνια αργότερα. Βρέθηκε ακόμα ότι ορισμένοι Νεάντερταλ έβαφαν το σώμα τους και φορούσαν «κοσμήματα», ενδείξεις ικανότητας χειρισμού συμβόλων που συνήθως σχετίζεται με την εμφάνιση της γλώσσας. Το γεγονός ότι οι τελευταίοι επιζήσαντες Νεάντερταλ είχαν αναπτύξει κάποια στοιχεία παλαιολιθικού πολιτισμού, που έμοιαζαν με εκείνα των χόμο σάπιενς, ίσως να είναι ισχυρή ένδειξη ότι η έλλειψη ακριβώς αυτών των στοιχείων στον ευρύτερο πληθυσμό των Νεάντερταλ ήταν μια από τις αιτίες της εξαφάνισής τους, σε ένα φυσικό περιβάλλον αυξημένης απαιτητικότητας.