Pobranie sekwencji mitochondrialnego DNA (mtDNA) z czterech skamieniałości neandertalczyków z Niemiec, Rosji i Chorwacji wykazało, że osoby te nosiły blisko spokrewnione mtDNA, których nie ma u współczesnych ludzi. Jednak wyniki te nie rozstrzygają ostatecznie kwestii możliwego wkładu neandertalczyków do puli genów współczesnych ludzi, ponieważ taki wkład mógł zostać wymazany przez dryf genetyczny lub przez ciągły napływ współczesnego ludzkiego DNA do puli genów neandertalczyków. Kolejnym problemem jest to, że jeśli niektórzy neandertalczycy nosili sekwencje mtDNA podobne do współczesnych ludzi, takie sekwencje mogą być błędnie uważane za współczesne zanieczyszczenia po pobraniu ze skamieniałości. Tutaj zajmujemy się tymi kwestiami poprzez analizę 24 szczątków neandertalczyków i 40 wczesnych współczesnych ludzi. Biomolekularne zachowanie czterech neandertalczyków i pięciu wczesnych współczesnych ludzi było wystarczająco dobre, aby sugerować zachowanie DNA. Wszyscy czterej neandertalczycy dostarczyli sekwencje mtDNA podobne do tych, które wcześniej ustalono u osobników neandertalskich, podczas gdy żaden z pięciu wczesnych współczesnych ludzi nie zawierał takich sekwencji mtDNA. W połączeniu z obecnymi danymi mtDNA wyklucza to jakikolwiek duży wkład genetyczny neandertalczyków do wczesnych współczesnych ludzi, ale nie wyklucza możliwości mniejszego wkładu.