Genel anlamda, kafatası büyüklüğümüz, eski akrabalarımızla benzerlik gösterir. Ancak, bizim yuvarlak bir beyin kabuğumuz varken, Neandertallerin daha düz bir beyin kabuğu bulunmaktadır.
Bu durum, bilişsel farklılıklar hakkında detaylı bilgi sunmaz, fakat son zamanlarda yapılan bir araştırma, Homo sapiens'in, karmaşık düşünme yeteneğinden sorumlu olan beyin bölgesi, prefrontal korteksin gelişimini destekleyen bir genetik mutasyona sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bu nedenle, Neandertallerin beyinleri bizimkinden biraz daha büyük olabilir, ancak üstün zekamız, daha ileri düzeyde bir beyin yapısına sahip olmamızdan kaynaklanıyor olabilir.
Halen daha sokaklarda homo sapiens tarzı türler var