Einer der wichtigsten physiologischen Unterschiede zwischen frühen Menschen (Homos) und Australopithecinen war die Schädelkapazität von Erwachsenen. Im Durchschnitt hatten die Gehirne der frühen Menschen etwa 35 % größer als der weithin bekannte Australopithecus africanus einer von zwei möglichen unmittelbaren Vorfahren der frühen Menschen zu sein – der andere ist Australopithecus garhi.
Frühe Menschen wie Homo erectus stammen aus der Gattung Homo und folgen evolutionär direkt auf die Australopithecinen. Als Teil der weiter entwickelten Gattung weist Homo erectus mehrere wichtige physiologische Unterschiede zu seinem Vorgänger Australopithecus auf.
Ein weiterer wichtiger physiologischer Unterschied besteht darin, dass die frühen Menschen kleinere Münder und Zähne entwickelten, insbesondere Molaren und Prämolaren. Ein Großteil der Gründe für die kleineren Münder war auf die Zunahme der Gehirngröße und der Schädelkapazität zurückzuführen. Kleinere Münder und Zähne deuteten jedoch auch darauf hin, dass die frühen Menschen eine weichere Ernährung hatten als ihre evolutionären Vorfahren. Während Australopithecinen viele zähe Lebensmittel wie Nüsse aßen, aßen die frühen Menschen eher weiche Pflanzen und Fleisch.
Ein dritter physiologischer Unterschied zwischen Homo (alle Arten) und Australopithecinen war die Gliedmaßenlänge – Australopithecinen hatten viel längere Arme, obwohl beide Gattungen zweibeinig waren. Moderne menschliche Körpergröße und Gliedmaßenproportionen traten erstmals mit Homo erectus auf.
Evolutionsaufzeichnungen deuten darauf hin, dass viele verschiedene Arten unserer modernen Gattung Homo und sogar einige andere Hominiden zur gleichen Zeit lebten, als eine Art aus der anderen ausschied. Daher war es nicht unbedingt der Fall, dass eine Art vollständig ausgerottet wurde, bevor eine andere auftauchte.