La definición de esta especie es fruto de los más de ochenta restos hallados desde 1994 en el nivel TD6 del yacimiento de Gran Dolina en la Sierra de Atapuerca, y que datan de hace 850 000 a 750 000 años, según mediciones paleomagnéticas.[2]
De acuerdo con sus descubridores, entre los caracteres anatómicos de estos homínidos cabe destacar un conjunto de rasgos muy primitivos en el aparato dental, que llevaron a establecer una relación entre éstos y los homínidos africanos del Pleistoceno Inferior. Una mandíbula muy bien conservada de una mujer H. antecessor, de entre 15 y 16 años, recuperada del yacimiento de la Gran Dolina tiene similitudes muy claras con las del Hombre de Pekín (Homo erectus), lo que sugiere un origen asiático de H. antecessor. Sin embargo, el patrón de desarrollo y erupción de los dientes es prácticamente idéntico al de las poblaciones modernas.

Reconstrucción del cráneo de Homo antecessor a partir
de los fragmentos hallados (Museo
de Arqueología de Cataluña).
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