Os crânios dos chimpanzés apresentam um pequeno volume craniano, focinhos pronunciados projetando-se para fora da frente, grandes dentes caninos, narizes achatados e mandíbulas retas. Os crânios dos chimpanzés são menores do que os dos humanos. As características faciais são diferentes nos chimpanzés em comparação com os humanos, assim como as estruturas que suportam o cérebro e a capacidade de vocalizar.
As mandíbulas de um chimpanzé contêm dentes grandes e têm a forma de U. As mandíbulas humanas têm um ângulo arqueado para os dentes, que suporta músculos maiores para falar. O paladar dos chimpanzés não é adequado para a fala. Os chimpanzés têm 20 dentes como juvenis e 32 como adultos maduros, o que é semelhante aos humanos.
Os chimpanzés atingem 1,5 m de altura quando adultos, o que suporta uma capacidade craniana de 1,75 xícaras, ou 400 centímetros cúbicos. O volume craniano humano é de 6 xícaras, ou 1.400 centímetros cúbicos. Crânios maiores, em comparação com o volume corporal, significam mais tecido nervoso e melhores habilidades cognitivas em várias partes do cérebro. O cérebro de um chimpanzé é colocado mais longe da frente do rosto devido às grandes rugas nas sobrancelhas.
Os chimpanzés têm nariz achatado, bochechas achatadas e queixo pequeno. Essas características são mais proeminentes em humanos. Os chimpanzés compartilham 99% de seu DNA com os humanos, mas essas duas espécies divergiram entre 5 e 8 milhões de anos atrás. Os humanos ficaram mais altos e mais pesados, enquanto os chimpanzés permaneceram mais baixos e mais leves.