data ultimei apariții a neanderthalienilor este frecvent citată ca cca. Acum 30 de mii de ani (ka). Această dată urmează apariția oamenilor moderni în Europa de mai multe milenii, dar înțelegerea noastră de momentul exact și durata acestui interval este ascuns de limitările noastre datare metode. De exemplu, vârfurile producției de radiocarbon atmosferic în acest timp duc la un grad mare de incertitudine în datele relevante ale radiocarbonului (Conard & Bolus 2008). Este posibil ca cele două specii să fi coexistat în Europa de până la zece milenii și, eventual, s-au întâlnit în acest timp, deși durata acestei coexistențe este dezbătută, la fel ca și contactul dintre cele două (de exemplu, Finlayson 2000, Pinhasi și colab. 2011). Întrebarea a ceea ce s-ar fi putut întâmpla în timpul acestor întâlniri și care ar fi putut fi rolul primilor oameni moderni în dispariția Neanderthaliană, au făcut obiectul unor discuții intense și un punct focal în cercetarea Neanderthaliană.
dispariția neanderthalienilor este privită de unii ca o adevărată Dispariție. Cu toate acestea, alții susțin că neanderthalienii nu au dispărut, ci au fost asimilați în fondul genetic uman modern. Înregistrarea fosilelor este ambiguă în acest sens: câteva exemplare umane moderne din paleoliticul superior european au fost propuse ca potențiali hibrizi umani Neanderthal-moderni, dar această interpretare a fost pusă la îndoială (de exemplu, vezi Smith 2005, Harvati și colab. 2007). Analiza ADN-ului mitocondrial uman neanderthalian și Paleolitic superior nu arată nicio indicație de încrucișare (de exemplu, Ghirotto și colab. 2011). Cu toate acestea, cercetările recente privind ADN-ul nuclear neanderthalian au găsit dovezi pentru un amestec limitat: o mică parte (până la ~4%) din genomii non-africanilor examinați până acum pot proveni din Neanderthalieni, sugerând că încrucișarea a avut loc probabil în Orientul Apropiat în timpul celei mai timpurii dispersări a oamenilor moderni din Africa, dar înainte de sosirea lor în Europa (Green și colab. 2010). Cu toate acestea, modelarea demografică a amestecului combinată cu expansiunea teritorială indică faptul că acest nivel de introgresiune ar fi produs sub foarte scăzut (și colab. 2010), este prematur să se concluzioneze că nivelul de amestec observat în prezent constituie asimilare. Indiferent de această mică contribuție la fondul genetic uman modern, populațiile de Neanderthal din Europa au dispărut brusc în evidența fosilelor și au fost propuse mai multe scenarii pentru a explica această observație. Majoritatea invocă un grad de concurență, fie directă, fie indirectă, cu oamenii moderni, sau alternativ, deteriorarea condițiilor de mediu, ca factori majori.
ipotezele care susțin concurența au propus mai multe posibile avantaje competitive umane moderne. Acestea includ progrese tehnologice, cum ar fi 1) îmbrăcăminte și adăpost mai bune, 2) tehnici de vânătoare îmbunătățite și strategii de subzistență mai diverse, care au inclus consumul de păsări și pești, 3) diferențe sociale, cum ar fi dimensiuni mai mari ale grupurilor și rețele sociale mai elaborate în rândul oamenilor moderni și 4) factori demografici, inclusiv eventual diferențe în ratele de naștere și mortalitate sau în intervalele de naștere ale celor două specii (vezi referințe în Harvati 2007). Într-adevăr, s-au găsit diferențe importante între Neanderthalieni și oamenii moderni în istoria și demografia vieții lor, inclusiv o creștere mai rapidă și, eventual, o speranță de viață mai scurtă la Neanderthalieni (vezi Harvati 2007, Smith și colab. 2010), precum și o densitate a populației mult mai mare în rândul oamenilor moderni din paleoliticul superior comparativ cu Neanderthalienii (Mellars & Franceză 2011).
relevanța climatului în această dezbatere a fost până de curând redusă, deoarece Neanderthalienii au dispărut în stadiul 3 al izotopului de oxigen (OIS 3) atunci când se credea că condițiile sunt relativ stabile (Stringer și colab. 2003). Cu toate acestea, unele ipoteze recente consideră că instabilitatea climatică din timpul mileniilor care au construit până la ultimul maxim glaciar a fost o forță motrice în extincția Neanderthaliană. Un model postulează că degradarea și fragmentarea habitatului au avut loc pe teritoriul neanderthalian cu mult înainte de sosirea oamenilor moderni și că a dus la decimarea și eventuala dispariție a populațiilor Neanderthaliene. În acest punct de vedere, oamenii moderni ar fi ajuns în zone ocupate anterior de Neanderthalieni după ce acestea din urmă erau deja dispărute, iar cele două specii nu s-ar fi întâlnit niciodată în Europa (Finlayson 2000). Un model similar consideră dispariția neanderthalienilor ca fiind doar una dintre numeroasele extincții ale megafaunei Pleistocene târzii cauzate de pierderea unui mediu fără analog modern (Stewart 2005). Sprijinul pentru un efect climatic semnificativ provine din înregistrările paleoclimatice detaliate recente, conform cărora OIS 3 a fost dominat de condiții climatice mult mai instabile decât se credea anterior (van Andel & Davies, 2003) și ar fi putut fi precipitat de o activitate vulcanică neobișnuit de intensă (Golovanova și colab. 2010). Modelarea stresului climatic (definit ca efectele indirecte ale schimbărilor de mediu) pe baza acestor date noi a găsit două vârfuri de stres la ~65 și ~30 ka, al doilea pare a fi mai prelungit și sever decât primul și, eventual, legat de dispariția Neanderthaliană (Stringer și colab. 2003). Acest lucru ar fi putut fi precipitat de erupția coevală. Cu toate acestea, deoarece Neanderthalienii au supraviețuit fazelor reci anterioare, este dificil să acceptăm schimbările climatice ca singurul motiv al dispariției lor. Mai mult, nu s-a găsit nicio asociere între datele propuse pentru ultima apariție a neanderthalienilor și evenimentele climatice majore, sugerând că neanderthalienii nu au dispărut în urma unui eveniment climatic catastrofal (Tzedakis și colab. 2007). Prin urmare, dacă clima ar juca un rol semnificativ, ar fi una mai complexă, implicând probabil deteriorarea mediului în combinație cu apariția oamenilor moderni și, prin urmare, cu o concurență sporită pentru resurse limitate. Din acest punct de vedere, interacțiunea dintre efectele climatului și mediului fluctuant și a concurenței cu oamenii moderni ar fi dus la eventuala dispariție a neanderthalienilor.