H. antecessor có chiều cao khoảng từ 1,6 đến 1,8 m (5 ½-6 feet), và đàn ông nặng tầm 90 kg (200 pound). Kích thước bộ não của họ khoảng 1.000-1.150 cm³, nhỏ hơn so với kích thước trung bình 1.350 cm³ của người hiện đại. Do khan hiếm hóa thạch nên rất ít chi tiết có thể biết được về sinh lý học của H. antecessor, tuy vậy họ có vẻ khỏe khoắn hơn H. heidelbergensis.

Theo Juan Luis Arsuaga, một trong những đồng giám đốc khai quật ở Burgos, H. antecessor rất có thể thuận tay phải, một đặc điểm làm cho loài này khác với các loài người khác. Giả thuyết này được dựa trên các kỹ thuật chụp cắt lớp. Arsuaga cũng tuyên bố rằng tần số nghe được của H. antecessor tương tự như H. sapiens, điều khiến cho ông nghi ngờ rằng H. antecessor đã sử dụng một loại ngôn ngữ biểu tượng và có khả năng lý luận. Đội Arsuaga hiện đang nghiên cứu sơ đồ ADN của H. antecessor.

Dựa trên mô hình mọc răng, các nhà nghiên cứu cho rằng H. antecessor có các giai đoạn phát triển tương tự như H. sapiens, mặc dù có lẽ với tốc độ nhanh hơn. Các chi tiết nổi bật khác được mô tả về loài này là một cụm thùy chẩm lồi ra, trán thấp, và cằm thiếu độ khỏe. Vài chi tiết nêu trên gần như không thể phân biệt với hóa thạch thuộc về cậu bé Turkana 1,5 triệu năm tuổi, thuộc chủng H. ergaster.