Масове вимирання неандертальців сталося приблизно 39-41 тисячу років тому. Окремі ізольовані популяції існували ще близько 10 тисяч років, але приблизно 29-30 тисяч років тому зникли і вони. На зміну їм прийшли люди сучасного типу, які з'явилися в Європі приблизно 43-45 тисяч років тому. Про це свідчать археологічні дані: артефакти неандертальської мустьєрської епохи, що існувала 160-35 тисяч років тому, змінюються знаряддями оріньякської культури, яка існувала 43-26 тисяч років тому і асоціюється з людьми сучасного типу.
На даний момент учені не можуть з точністю встановити причини вимирання неандертальців. Однією з основних гіпотез, що пояснюють їх вимирання, є зміна клімату. 39-40 тисяч років тому, коли неандертальці зникли, в Європі почалося різке похолодання.
У ході нового дослідження вчені проаналізували сталагміти в румунських печерах Аскунса і Таусоаре, які знаходяться в Східних Карпатах на висоті близько тисячі метрів. За допомогою ураново-торієвого аналізу вчені виміряли вік напливів і дослідили ізотопний "підпис" вуглецю і кисню у відкладеннях, що утворилися 68-15 тисяч років тому. Ізотопним підписом називають співвідношення стабільного та нестабільного ізотопів, яке змінюється під впливом різних факторів.
Результати показали два холодних і посушливих періоди, один настав приблизно 44,3 тисячі років тому, тривав близько тисячі років, інший почався 40,8 тисяч років тому і тривав приблизно 600 років. Мабуть, в цей час ліси змінилися чагарниками і люди були змушені пристосовуватися до нових умов. Ймовірно, у людей сучасного типу це вийшло краще, ніж у неандертальців. Можливо, роль зіграв обмежений раціон неандертальців. На відкритих просторах вони харчувалися практично тільки м'ясом, а люди сучасного типу урізноманітнили м'ясну дієту рослинною їжею і рибою. Дослідники підкреслюють, що мова не йде про пряму конкуренцію між видами (підвидами) людей, а швидше про більшу уразливість неандертальців, які не змогли вижити в холодних і посушливих умовах.
Раніше вчені встановили, що гени неандертальців викликають депресії, нікотинову залежність і захворювання шкіри у сучасних людей.