关于山顶洞人的种族，德国体质人类学家魏敦瑞曾认为老年男性头骨的测量指数很象西欧的化石智人，如克罗马农人，但根据形态观察，又可确定是原始的蒙古人种。女性头骨之一属于美拉尼西亚人类型；另一具则属于爱斯基摩人类型。甚至认为这些不同种族的成员组成了一个家庭。中国古人类学者的研究认为，老年男性头骨几乎所有的面骨测量指数都和现代的或化石的蒙古人种相近,而远于西欧的化石智人。从形态方面观察,头骨的许多特征，如鼻骨较窄，有鼻前窝、颧骨突出并且较直，以及有下颌圆枕等，都属于蒙古人种的特征。女性头骨之一，由于人工变形，不能作分析种族的正常依据。但其面骨部分的主要测量数值和指数，都接近现代的或化石的蒙古人种，其相似程度大于与现代美拉尼西亚人相似的程度。所有的形态特征也都更接近于蒙古人种。另一具女性头骨的测量结果表明，她是与爱斯基摩人、美洲印第安人和中国人有密切联系的原始蒙古人种的代表。她比以上两具头骨具有更为显著的蒙古人种的典型形态特征。