En avanceret værktøjsteknologi, Mousterian-industrien, kendetegner mange neanderthal-lokaliteter, såvel som nogle af de tidligste moderne menneskers lokaliteter i Skhūl og Qafzeh, Israel. Redskaber, der er fremstillet ved hjælp af Levallois-flageringsteknikken, er karakteriseret ved flager, der er hugget fra forberedte kerner. Flagerne blev skabt ved at slå på den trekantede base af de forhøjede kanter fra tidligere tilhugne flager. Disse mousteriske flager blev, hvis de var acceptable for fremstilleren, ofte retoucheret med hammersten; sjældnere blev der brugt dyreknogler eller kindtænder til retoucheringsarbejdet. Nogle sene neandertallokaliteter i Portugal og Frankrig, der er dateret til efter 40 000 år siden (begyndelsen af den øvre palæolitikum), har bevaret en knivværktøjsteknologi, der ligner den, som anvendes af tidlige moderne mennesker fra samme tidsperiode . Denne teknologi fra den øvre palæolitikum, der kaldes Châtelperronian-industrien (den første af de to faser af den perigordiske industri), krævede meget planlægning og præcision at fremstille. Châtelperronian viser, at tidlige moderne mennesker ikke var de eneste producenter af denne sofistikerede teknologi.

Neandertalerne skabte redskaber til husholdningsbrug, der er forskellige fra jagtredskaber. Værktøjerne omfattede skrabere til garvning af huder, paler til at slå huller i huder for at fremstille løstsiddende tøj og buriner til at skære i træ og knogler. Andre redskaber blev brugt til at slibe spyd, dræbe og forarbejde dyr og til at tilberede mad. Der er fundet skæfteformede redskaber i Châtelperronian-industrien.

Nonutilitære artefakter er også blevet fundet sammen med neandertalerrester og Mousterian-redskaber. Disse artefakter indikerer kognitive funktioner ud over det, der er nødvendigt for den grundlæggende overlevelse. Nogle af disse artefakter synes at være blevet indsamlet på grund af deres iboende værdi eller skønhed snarere end for en eller anden nyttefunktion. Undersøgelser har vist, at der blev brugt ornamenter, farvestoffer, knogleredskaber dekoreret med mønstre og manuports (naturlige, umodificerede genstande, der er blevet flyttet af mennesker), herunder fossiler og geologiske kuriositeter, som blev båret væk fra deres oprindelige kontekst og undertiden ændret ved hjælp af stenredskaber. Ligeledes bemærkes brugen af fjer, kløer og skaller, som blev modificeret med vilje og sandsynligvis båret, samt regelmæssige indsnit og enkle mønstre på knogler og stenfragmenter og i hulekunst.

Neandertalerne brugte naturligt forekommende pigmenter, såsom rød okker, et jernoxid fra en uren jernmalm, måske blandet med fedt. De smurte skaller ind i okkeren og transporterede dem fra deres oprindelige placering. De udnyttede også sorte mineralpigmenter, især manganoxider. Over 70 neandertallokaliteter indeholder beviser for manganoxider, herunder en lokalitet, Pech de l’Azé, som gav over 500 sorte pigmentfragmentfragmenter, hvoraf halvdelen viser afslørende tegn på brugsslitage. Et fløjteagtigt blæseinstrument med huller svarende til en skala blev rapporteret fra en neandertallokalitet i Slovenien (Divje Babe), hvilket antyder, at neandertalerne lavede musik, selv om påstanden har skabt betydelig kontrovers.

Neandertalerne havde deres ildsteder tæt på deres hvile- og sovepladser, hvilket viser tilstedeværelsen af huslige områder, der blev brugt gentagne gange over tid. Nogle lejrpladser formodes at have været længerevarende opholdssteder, mens andre kan have været brugt med en vis regelmæssighed under jagtture. Endnu andre lejrpladser kan have været kortvarigt beboet natten over. Flere neandertalerlejrpladser kan have været beboet på sæsonbestemt basis. De indeholder køkkenrester, f.eks. knogler fra lokale dyr. At disse opholdssteder var kortvarige, fremgår af de stenredskaber, der blev fundet der, som primært blev fremstillet af lokale materialer og mangler tegn på retouchering.

Der er beviser for begravelse af døde blandt neandertalerne på forskellige steder, herunder La Ferrassie, La Chapelle-aux-Saints, Le Regourdou, Roc de Marsal, Le Moustier, Saint-Césaire og La Quina i Frankrig, Spy i Belgien, Feldhofer i Tyskland og Shanidar i Irak, hvilket tyder på symbolsk og rituel kulturel adfærd. Dette er ikke overraskende i betragtning af det store antal spædbørn og småbørn, der er bevaret, og resterne af familiegrupper, som f.eks. i La Ferrassie, hvor der blev fundet flere nyfødte, småbørn og voksne. Begravelser kan identificeres ved hjælp af tegn på ændringer i graven, som f.eks. i La Chapelle-aux-Saints, hvor antropologer hævder, at liget må være blevet begravet hurtigt for at forklare både manglen på skader fra kødædere og forskellene i bevaringen mellem disse rester og andre dyreknogler, der blev fundet på stedet. I Shanidar kan neandertalerne have lagt blomster med medicinske egenskaber på de afdødes grave; en sådan praksis antyder muligheden for traditionel neandertalermedicin. Neandertalerne kan have blandet medicinske planter med andre vegetabilske fødevarer, som sandsynligvis blev tilberedt over træbål.

Neandertalerne havde en “ulveagtig” diæt. En analyse af stabile kulstofisotoper i knoglekollagen viste, at neandertalerens kost lignede kødæders kost, selv om fossileret afføring og tandsten (tandsten) tyder på, at der også blev spist rigeligt med plantemateriale. Når antropologerne tog hensyn til det mikroskopiske slid på tændernes tyggeflader, viste det sig, at neandertalerne mest kunne sammenlignes med fouragere fra levesteder med færre træer, som spiste store mængder kød. Fisk og vandmollusker blev også spist i store mængder nogle steder, hvilket tyder på, at neandertalerne havde en bred kost, der omfattede terrestriske, marine og flodressourcer.

Fossile rester bærer beviser for tandafslibning og kraftigt tandslid, hvilket tyder på, at neandertalerne brugte deres tænder som redskaber eller endda som en tredje hånd. Disse anvendelser gælder især for fortænderne. Ud fra striber lavet af redskaber på fortænderne er det muligt at formode, at neandertalerne i vid udstrækning var højrehåndede, og at håndeligheden opstod tidligt under modningen, da sådanne striber blev fundet på tænderne hos et 6-8 år gammelt individ. Desuden blev der observeret forskelle i tandafskæring og slid mellem mandlige og kvindelige levn, hvilket tyder på, at der eksisterede en arbejdsdeling blandt neandertalerne.