Una de las características más distintivas de es la forma de su bóveda craneal: baja, alargada y con un contorno anguloso. Presentaba un toro supraorbitario muy marcado, una frente muy retraída y la mayor anchura craneal situada en una posición baja. Su capacidad endocraneal, muy variable, aumentó a lo largo de su prolongada existencia. Los primeros restos del llamado “Hombre de Java” muestran unos 850 cm³, mientras que otros ejemplares posteriores alcanzan los 1100 cm³. Homo erectus poseía una mandíbula robusta sin mentón y dientes relativamente pequeños, además de un dimorfismo sexual más acentuado que el de los humanos actuales.

Físicamente, era un homínido fuerte y de gran estatura, pudiendo alcanzar hasta 1,80 metros. Fabricaba herramientas de piedra, especialmente de la industria achelense, y se considera muy probable que dominara el uso del fuego.

Entre 1891 y 1892, el anatomista holandés Eugène Dubois creyó haber encontrado el “eslabón perdido” propuesto por Ernst Haeckel al descubrir dientes, una calota craneal y un fémur muy similar al humano en Trinil, Java. Dubois denominó a estos restos Pithecanthropus erectus en 1894, aunque se hicieron célebres como “Hombre de Java”. En la década de 1930, el paleontólogo alemán Ralph von Koenigswald recuperó nuevos fósiles en Trinil y Sangiran, y en 1940 Ernst Mayr integró todos estos hallazgos dentro del género Homo, estableciendo la denominación Homo erectus erectus.

En China se identificaron otros yacimientos relevantes de Homo erectus, como Lantian, Yuanmou, Yunxian y Hexian. También se han encontrado numerosos utensilios asociados en lugares como Nihewan y Bose. En África, el hallazgo de Homo ergaster —considerado la forma africana y posiblemente ancestral de Homo erectus— amplió el panorama evolutivo. Otros restos africanos relacionados incluyen el cráneo KNM‑ER 42700 (1,55 Ma) y el fósil de Yaho (Chad), conocido como Tchadanthropus uxoris.

En Dmanisi (Georgia) se descubrió Homo georgicus, datado en 1,8 millones de años, considerado un descendiente de Homo habilis y un paso intermedio hacia Homo erectus asiático. Otros hallazgos, como un diente de la cueva Mohui (China) de hasta 2 millones de años, los fósiles de Yuanmou (1,7 Ma) y el cráneo de Mojokerto (Java), refuerzan la idea de una llegada temprana de Homo erectus a Asia. En conjunto, estos restos se integran dentro del género Homo y se consideran parte de la expansión de Homo erectus, que habría evolucionado en África como Homo ergaster antes de dispersarse ampliamente.

En Turquía, en 2002, se hallaron fragmentos craneales atribuidos a Homo erectus en Kocabaş, datados entre 1,1 y 1,3 millones de años. En China, fósiles de distintas épocas —como los de Gongwangling (800.000–750.000 años), Chenjiawo (530.000 años), Tangshan (580.000–620.000 años), Dali (260.000–300.000 años), Jinniushan (280.000 años), Maba (130.000 años) y Dingcun (120.000–100.000 años)— muestran la amplia distribución temporal y geográfica de Homo erectus.

Los restos más recientes atribuidos proceden de la cuenca del río Solo, en Java, hallados desde 1934 en Ngandong y Sambungmacan. Se han datado entre 27.000 y 53.300 años, aunque esta cronología es debatida. La coexistencia sugerida por estas fechas coincide con el descubrimiento del homínido de Denisova, lo que refuerza la idea de que varias especies de homininos coexistieron en Asia. De confirmarse, Homo erectus habría sido una especie extraordinariamente exitosa, con una distribución muy amplia y una longevidad notable.

Desde su descubrimiento, se ha debatido si Homo erectus fue un antepasado directo de Homo sapiens. Aunque las últimas poblaciones de Java coexistieron con humanos modernos, se descarta que Homo sapiens proceda directamente de ellas. Es más probable que Homo sapiens surgiera en África a partir de poblaciones africanas de Homo erectus, que luego se expandieron hacia Asia, donde pudieron encontrarse con los últimos grupos erectinos.

Una especie posiblemente derivada tardíamente de Homo erectus es Homo floresiensis, aunque estudios de su muñeca, brazos y hombros sugieren un origen más cercano a Homo georgicus o Homo habilis. En cuanto a la relación entre Homo erectus y Homo habilis, aunque sigue siendo posible, parece más probable que ambas especies estén conectadas a través de Homo rudolfensis. Hallazgos en Ileret (Turkana), publicados en 2007, indican que Homo habilis vivió hasta hace 1,44 millones de años, lo que implica una coexistencia prolongada con Homo erectus. Algunos autores, como Erik Trinkaus, sostienen que esta convivencia no excluye una relación ancestral directa.

Otro debate abierto es si Homo ergaster debe considerarse una especie distinta o si sus fósiles deben incluirse dentro de Homo erectus. Su capacidad craneal oscila entre 804 cm³ (KNM‑ER 3883) y 880 cm³ (el Niño de Nariokotome). El cráneo KNM‑ER 42700, de 1,55 millones de años, ha sido asignado a Homo erectus pese a su capacidad de solo 691 cm³, inferior incluso a la de Homo rudolfensis.

También se discute la relación entre Homo erectus y la industria achelense. Mientras que en África aparece hace 1,65 millones de años, en Asia oriental los yacimientos de Homo erectus muestran durante largo tiempo solo tecnología olduvayense. En Eurasia, los únicos yacimientos achelenses tempranos son Ubeidiya (Israel, 1,3–1,4 Ma) y Attiramapakkam (India, >1 Ma). En China, la industria achelense más antigua es la de Bose (803.000 años), mientras que en otras zonas de China y Java persiste el modo 1 durante cientos de miles de años.

Los fósiles africanos asignados son numerosos: el Hombre de Buia (Eritrea), el cráneo de Daka (Etiopía), el fósil de Yaho (Chad), los restos de Tighennif (Argelia) y el cráneo OH 9 de Olduvai. Aunque comparten rasgos erectinos clásicos —como el toro supraorbitario y el cráneo alargado—, algunos presentan características que anticipan a Homo sapiens, como la forma de los parietales en Buia. Esto ha llevado a sugerir que algunos de estos fósiles podrían estar relacionados con Homo antecessor, cuya condición como especie distinta de Homo erectus también sigue siendo discutida.