Dieta neandertalilor a constat în principal din carne, pe baza mai multor dovezi. Există însă unele dovezi care arată că neandertalii ar fi putut consuma și alimente pe bază de plante. >
Analizele chimice asupra oaselor neandertalilor arată că acești oameni preistorici au mâncat mai multă proteină decât urșii de peșteră care au trăit, de asemenea, în aceeași zonă. Teoria că neandertalienii au o dietă centrat pe carne este susținută de prezența oaselor animale din pradă mare în și în zona în care se credea că au trăit neandertalii. Dieta orientată spre carne a neandertalilor este considerată de unii experți ca fiind cauza dispariției lor.
O cercetare publicată în ianuarie 2011 în Proceedings of the National Academy of Sciences părea să contrazică aceste teorii. În cercetarea condusă de arheobiologul Smithsonian Dolores Piperno, tartrul fosilizat din dinți neandertalieni arată dovezi că neandertalii au deținut, de asemenea, o mare varietate de plante. Amestecurile de microfosile de amidon din plante găsite în tartrul neandertalian au apărut de asemenea distorsionate, ceea ce a sugerat că plantele ar fi putut fi chiar preparate înainte de a mânca.
