由于北京猿人的化石出土较多，使我们对北京猿人的体质特征有了较多的了解。北京猿人头盖骨的骨壁比现代人的厚一倍，脑容量平均为1043毫升，介于猿和现代人之间。北京猿人头盖骨低平，额向后倾，眉嵴粗壮，面部较短，鼻骨和颧骨扁而宽，吻部突出，没有明显的下颌，牙齿比现代人的粗大。从北京猿人的头部看，他们保留了许多猿的特征，显得比较落后。而北京猿人的肢骨却较为进步。下肢骨除骨髓腔较小、管壁较厚以外，在尺寸、形状、比例和肌肉附着点等方面与现代人大致相同，并有股骨脊，这表明北京猿人已能直立行走。北京猿人的上肢骨与下肢骨相比，更接近于现代人，他们的上肢已能从事与现代人上肢相似的活动。
北京猿人头部的落后和肢骨的进步反映出其体质进化的不平衡性。这种不平衡性是由于在从猿到人的进化过程中，四肢的进化先于头部的进化。19世纪末20世纪初在印度尼西亚发现的爪哇人化石、在德国发现的海德堡人和尼安德特人化石也存在体质进化不一致的奇怪特征，因为没有共存的文化遗物，其进化地位一直未被科学界所公认，甚至许多学者不承认他们属于人。由于北京猿人的化石与丰富的文化遗物共存，因此无人怀疑他们属于人。可以这样说，北京猿人化石的发现，使包括爪哇人、海德堡人和尼安德特人在内的直立人的存在得到了肯定，使学术界基本明确了人类进化的序列。
与北京猿人化石共存的石器，出土的总数已超过10万件，这使我们对北京猿人文化的特点有比较清楚的认识。
北京猿人制造石器的石料基本上采自遗址附近，采取石料的范围半径不超过5公里。石料主要有石英、水晶、砂岩和燧石。北京猿人主要用砸击法、锤击法和碰砧法打制石片，他们对不同的石料采用不同的方法打制。砸击法主要用于打制石英原料，用这种方法产生的两极石核和两极石片，在全部石制品中占有很大的比重。锤击法主要用于打制砾石和石英。碰砧法主要打制砂岩。值得注意的是，北京猿人修理石器也是使用砸击法、锤击法和碰砧法。
北京猿人的石器可以分为两大类：第一类是用于制造石器的工具；第二类是用于从事生产活动的工具。
第一类工具主要有砸击石砧、砸击石锤、锤击石锤等。石砧是砸击石核打制石片时使用的垫石，为整块砾石，一面有坑疤，坑疤呈盆状和条状。其中有条状坑疤的石砧为北京猿人文化所特有，条状坑疤是将大而厚的砸击石片再砸薄的过程中形成的，在堆积中发现了许多小而薄的砸击石片，可以印证石砧的条状坑疤，这也反映出北京猿人砸击技术的进步。石锤的作用是用其一端或两端打制石片或修理石器。砸击石锤为椭圆形砾石，锤击石锤多为条形砾石。
