Una delle principali differenze fisiologiche tra gli umani primitivi (Homos) e Australopitecini era la capacità cranica degli adulti. In media, i primi umani avevano un cervello più grande del 35% circa dell'Australopithecus africanus, che è ampiamente considerato essere uno dei due possibili antenati immediati dei primi umani - l'altro è l'Australopithecus garhi.
I primi umani come Homo erectus provengono dal genere Homo e seguono direttamente evolutivamente dagli Australopitechi. Come parte del genere più evoluto, l'Homo erectus mostra alcune differenze fisiologiche fondamentali rispetto al suo predecessore, l'Australopithecus.
Un'altra importante differenza fisiologica è che i primi umani svilupparono bocca e denti più piccoli, in particolare molari e premolari. Gran parte della ragione per le bocche più piccole era dovuta all'aumento delle dimensioni del cervello e della capacità cranica. Tuttavia, bocca e denti più piccoli indicavano anche che i primi umani avevano diete più morbide rispetto ai loro antenati evolutivi. Mentre gli Australopitechi mangiavano molti cibi duri come le noci, i primi umani mangiavano più carne e piante morbide.
Una terza differenza fisiologica tra Homo (tutte le specie) e Australopitecine era la lunghezza degli arti: le Australopitecine avevano braccia molto più lunghe, sebbene entrambi i geni fossero bipedi. Le proporzioni moderne del corpo umano e le proporzioni degli arti sono apparse per la prima volta con Homo erectus.
I registri evolutivi suggeriscono che molte specie diverse del nostro genere moderno, homo e persino alcuni altri ominidi vivevano nello stesso momento in cui una specie ne eliminò l'altra. Pertanto, non è stato necessariamente il caso che una specie sia stata eliminata completamente prima della comparsa di un'altra.
