Uma das principais diferenças fisiológicas entre os primeiros humanos (Homos) e os Australopithecines era a capacidade craniana dos adultos. Em média, os primeiros humanos tinham cérebros que eram cerca de 35 por cento maiores do que o Australopithecus africanus, que é amplamente considerado ser um dos dois possíveis ancestrais imediatos dos primeiros humanos - o outro é Australopithecus garhi.
Os primeiros humanos, como o Homo erectus, são do gênero Homo e seguem diretamente da evolução dos Australopithecines. Como parte do gênero mais evoluído, o Homo erectus mostra várias diferenças fisiológicas importantes em relação a seu predecessor, Australopithecus.
Outra diferença fisiológica importante é que os primeiros humanos desenvolveram bocas e dentes menores, especialmente molares e pré-molares. Grande parte da razão para as bocas menores foi devido ao aumento no tamanho do cérebro e na capacidade craniana. No entanto, bocas e dentes menores também indicavam que os primeiros humanos tinham dietas mais suaves do que seus ancestrais evolucionários. Enquanto os australopitecíneos comiam muitos alimentos duros, como nozes, os primeiros humanos comiam mais plantas macias e carne.
Uma terceira diferença fisiológica entre o Homo (todas as espécies) e os Australopithecines era o comprimento dos membros - os Australopithecines tinham braços muito mais longos, embora ambos os gêneros fossem bípedes. O tamanho do corpo humano moderno e as proporções dos membros apareceram pela primeira vez com o Homo erectus.
Registros evolutivos sugerem que muitas espécies diferentes de nosso gênero moderno, homo, e até mesmo alguns outros hominídeos viveram ao mesmo tempo que uma espécie eliminou outra. Portanto, não era necessariamente o caso de uma espécie ter sido eliminada completamente antes que outra aparecesse.
