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Paläoanthropologie, bisweilen noch als Fossilkunde bezeichnet, ist ein entschieden komplexeres Forschungsfeld. Fossilien sind zwar wichtige Belege für die Stammesgeschichte, jedoch liefern sie keine unmittelbare faktische Information über den Ablauf der Evolution. Es gilt vielmehr, Hypothesen im Rahmen der darwinschen Evolutionstheorie bzw. der seitdem stetig bis zur Systemtheorie der Evolution fortentwickelten Theoriengebäude zu formulieren und auf der Basis eines geeigneten Methodeninventars den Versuch zu unternehmen, die Hypothesen zu verifizieren oder zu falsifizieren.
Paläoanthropologie ist - wie auch die andere anthropologische Forschung - theoriengeleitet auf der Grundlage evolutionsmorphologischer Konzepte, Hypothesen und Prognosen. Kernfragen der Paläoanthropologie sind: Wann und wo ist der Ursprung des Stammlinie des Menschen anzusetzen? Welche gestaltlichen Umwandlungen (Aufrichtung und Bipedie; Hirnevolution; Grazilisierung des Kauappartes) hat die Homininenlinie in seiner Phylogenie erfahren, und was waren die Ursachen für diese kennzeichnenden Adaptationen? Welche Verwandtschaftsbeziehungen bestehen innerhalb der frühen fossilen Menschenarten der Gattungen Sahelanthropus, Orrorin, Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus und Homo?
Paläoanthropologische Forschung geht damit weit über eine Humanpaläontologie hinaus, denn die Rekonstruktion des Evolutionsprozesses darf sich nicht nur auf die Analyse und Interpretation des morphologischen Formenwandels beschränken, sondern hat - wie der Begriff Hominisation ausdrückt - die spezifische psycho-physische Konstitution des Menschen evolutionsbiologisch zu erklären und die evolutionsbiologischen Rahmenbedingungen der Menschwerdung zu erfassen. Es gilt also nicht nur, die den Menschen kennzeichnende Morphologie (z.B. Bipedie, Hirnstruktur, Sprechapparat), sondern auch seine Kulturfähigkeit (z.B. komplexe Werkzeugherstellung und -verwendung, Symbolsprache, Geschichtlichkeit, soziale Verantwortung) als Anpassungsprozeß zu verstehen.
Die moderne Paläoanthropologie bezieht die Befunde unterschiedlichster Forschungsdisziplinen in ihre Hypothesenbildung und -überprüfung ein. Sie erhöht durch ihren multidisziplinären Forschungsansatz (Abb. 1) die Validität der stets nur als Modelle zu betrachtenden Aussagen zur Stammesgeschichte.
Da der Hominisationsprozeß nicht direkt analysierbar ist, sondern nur indirekt rekonstruiert werden kann, ermöglicht die empirische Forschung an nicht-menschlichen Primaten Antworten auf die essentiellen Fragen zur Menschwerdung. Die allgemeine Erkenntnis lautet, daß die Hominisation als Fortsetzung von Evolutionstrends in der Primatenreihe zu interpretieren ist und wir nur eine "einzigartige Spezies" in der Ordnung der Primates sind, wie alle anderen Primatenarten auch.
Neuere Ergebnisse aus der Primatenforschung lassen den Hiatus zwischen menschlichen und nicht-menschlichen Primaten weitaus geringer erscheinen, als lange Zeit angenommen wurde. Die Befunde verdeutlichen, daß der Hominisationsprozeß zwar unter gleichartigen biologischen Prinzipien abgelaufen ist, jedoch mit einer innerhalb der Primaten einzigartigen Dynamik erfolgte, indem neben der biogenetischen Evolution (genetische Vererbung von Generation zu Generation) die tradigenetische Evolution (Informationsweitergabe von Gehirn zu Gehirn) entscheidende Bedeutung für den Erwerb der Kulturfähigkeit und die sich anschließende Kulturentfaltung erlangte.
Da die Paläoanthropologie die transspezifische Evolution betrifft, mündet sie nach Entwicklung des anatomisch modernen Homo sapiens fließend in Fragestellungen der Prähistorischen Anthropologie, deren Focus die intraspezifische Variabilität prähistorischer Bevölkerungen ist .
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