Una de las ramas del género Australopithecus se separó de la línea que conduciría a Homo sapiens, dando origen a Paranthropus robustus, perteneciente al género Paranthropus, actualmente aceptado como distinto.

El miembro más antiguo conocido del género, A. anamensis, vivió en el este de África hace unos 4,2 millones de años. Los fósiles de Australopithecus se extendieron ampliamente por África oriental y meridional (el hallazgo de A. bahrelghazali en Chad sugiere que su distribución fue mayor de lo que indica el registro fósil). El género desapareció hace unos 1,9 millones de años, aunque si se incluye a Paranthropus, su persistencia podría extenderse entre 1,2 y 0,6 millones de años. Aunque ninguna de las especies asignadas directamente al género sobrevivió, Australopithecus dejó descendientes vivos, ya que el género Homo surgió a partir de una de sus especies entre 3 y 2 millones de años atrás.

El género Australopithecus poseía dos de las tres duplicaciones del gen SRGAP2, ocurridas hace unos 3,4 y 2,4 millones de años (SRGAP2B y SRGAP2C). Esta última duplicación contribuyó al aumento del número de neuronas y a su migración en el cerebro humano. Cambios importantes en la morfología de la mano aparecen por primera vez en los últimos ejemplares de A. afarensis hace unos 3 millones de años, como el acortamiento de los dedos respecto al pulgar y modificaciones en las articulaciones entre el índice y los huesos del carpo (trapecio y capitate).

El cerebro de la mayoría de especies de Australopithecus representaba alrededor del 35% del volumen cerebral humano moderno (unos 500 cm³). Eran homínidos de talla pequeña y complexión ligera, con estaturas que oscilaban entre 1,20 y 1,40 metros. Aunque conservaban numerosos rasgos considerados primitivos, su locomoción era claramente bípeda. En algunas especies existía un marcado dimorfismo sexual: los machos podían superar en tamaño a las hembras hasta en un 50%. En los homínidos actuales, especialmente en Homo sapiens, estas diferencias son mucho menores, con un promedio de solo un 15% de diferencia entre sexos. Algunos estudios sugieren que el dimorfismo en Australopithecus podría haber sido menos extremo, aunque sigue siendo un tema debatido.

Aunque existe cierta discusión sobre si A. aethiopicus, A. boisei y A. robustus deberían incluirse dentro de Australopithecus, el consenso actual es que deben clasificarse en un género separado: Paranthropus, que se considera derivado de la línea ancestral australopitecina. Paranthropus presenta una morfología claramente distinta y especializada, lo que implica también diferencias significativas en su comportamiento respecto a sus antepasados.