Dieta neandertalczyków składała się głównie z mięsa, na podstawie kilku dowodów. Istnieją jednak pewne dowody na to, że neandertalczycy mogli również spożywać pokarmy pochodzenia roślinnego.
Analiza chemiczna kości neandertalczyków pokazuje, że ci prehistoryczni ludzie spożywali więcej białka niż niedźwiedzie jaskiniowe, które również żyły w tym samym obszarze. Teoria, że neandertalczycy stosują dietę ukierunkowaną na mięso, jest wspierana przez obecność kości zwierzęcych z dużej ofiary na terenie, na którym żyli neandertalczycy. Dieta skoncentrowana na mięsie neandertalczyków jest uważana przez niektórych ekspertów za przyczynę ich zniknięcia.
Badania opublikowane w styczniu 2011 roku w Proceedings of National Academy of Sciences zdawały się przeczyć tym teoriom. W badaniach prowadzonych przez archeologa Smithsona, Dolores Piperno, skamieniały kamień nazębny z zębów neandertalczyka dowodzi, że neandertalczycy również żyli na wielu różnych roślinach. Mikroskamieniały skrobi roślinnej znalezione w tataraku neandertalskim również wydawały się zniekształcone, co sugerowało, że rośliny mogły być nawet ugotowane przed jedzeniem.
