Els fòssils assignats a aquest grup tenen una antiguitat estimada d’entre dos i quatre milions d’anys. Els australopitecs presenten un crani més elevat que el dels pòngids i menys que el de l’home actual, un dentat potent que suggereix una dieta principalment vegetariana i un prognatisme pronunciat. Hom n’ha deduït de les característiques morfològiques la marxa bípeda. La capacitat craniana estimada oscil·la entre els 350 cc i els 600 cc (entre la dels ximpanzés i per sota de la de l’Homo habilis, i força inferior a la de l’Homo sapiens arcaic, d’uns 1.500 cc). En alguns casos, les restes fòssils es troben associades a utillatge lític molt rudimentari. Hom ha identificat a Etiòpia un possible antecessor dels australopitecs en diversos espècimens agrupats sota la denominació Ardipithecus, de més de quatre milions d’anys d’antiguitat.
Malgrat l’escassetat de registre fòssil, hom ha agrupat les restes en diverses espècies, la més antiga de les quals (uns quatre milions d’anys) correspon a A. anamensis, descobert el 1995 prop del llac Turkana (Kenya) per l’equip de Louis Leakey, consistent en fragments d’una mandíbula i d’una tíbia. Hom troba en l’A. afarensis el fòssil més ben conservat, en una sèrie de restes de l’esquelet d’una femella popularment coneguda per Lucy, localitzades el 1974 a la regió d’Àfar (Etiòpia). Una mandíbula dentada del que podria ésser una espècie pròxima a A. afarensis fou descoberta al Txad per Michel Brunet (1995), a la qual hom donà el nom d’A. bahrelghazali. L’A. africanus, del qual el 1925 Raymon Dart trobà el crani d’un infant a Taung (Sud-àfrica), fou el primer australopitec descrit, i té una antiguitat d’entre dos i tres milions d’anys.
Cal esmentar, a banda, tres espècimens fòssils identificats en diversos jaciments de l’Àfrica oriental (Etiòpia, Tanzània i Kenya) d’una antiguitat d’entre dos i mig i un milió d’anys, que hom sovint classifica dins el gènere Paranthropus. Descriu genèricament com una variant “robusta” per oposició als australopitecs “gràcils”, sobretot en referència a la dentició i a l’aparell masticatori. Corresponen a les espècies P. aethiopicus, P. boisei i P. robustus. El 2015 foren descobertes al nord d’Etiòpia les restes fòssils d’un altre australopitec, al qual hom donà el nom d’Australopithecus deyiremeda. Encara no és clara la posició dels australopitecs en l’evolució d’altres homínids, particularment amb els del gènere Homo, amb els quals sembla que convisqueren al voltant d'un milió d’anys abans d’extingir-se.