La dieta dei Neanderthal consisteva principalmente di carne, basata su diversi elementi di prova. Tuttavia, vi sono alcune prove che dimostrano che i Neanderthal hanno anche consumato cibo a base vegetale.
Le analisi chimiche sulle ossa di Neanderthal mostrano che questi umani preistorici mangiavano più proteine degli orsi delle caverne che vivevano nella stessa zona. La teoria che i Neanderthal hanno una dieta centrata sulla carne è supportata dalla presenza di ossa di animali provenienti da grandi prede all'interno e nell'area in cui si credeva che i Neanderthal vivessero. La dieta a base di carne dei Neanderthal è ritenuta da alcuni esperti la causa della loro scomparsa.
Una ricerca che è stata pubblicata nel gennaio del 2011 negli Atti della National Academy of Sciences sembrava contraddire queste teorie. Nella ricerca condotta dall'archebiologo Smithsonian Dolores Piperno, il tartaro fossilizzato dei denti di Neanderthal mostra la prova che anche i Neanderthal vivevano su un'ampia varietà di piante. Anche i microfossili di amido vegetale trovati nel tartaro di Neanderthal sembravano distorti, il che suggeriva che le piante avrebbero potuto essere persino cotte prima di mangiare.