「縄文人の顔には一体どんな特徴があるのか？」という疑問に対し、形質人類学は明確な骨格的エビデンスを提示している。最大の特徴は、彫りの深さと立体的な顔面構造だ。頭骨を計測すると、縄文人は眉間（眉稜・びりょう）が前方に強く突き出ており、その直下にある鼻の付け根（鼻根部）が深く窪んでいる。この骨格構造によって眼球が奥まり、いわゆる「彫りが深い」立体的な陰影が生まれる。
対照的に、弥生時代以降に大陸から渡来した「渡来系弥生人」は、極度の寒冷地であったシベリアやバイカル湖周辺で適応進化を遂げた集団をルーツに持つ。冷気から眼球や脳を守るため、皮下脂肪を厚く蓄え、凹凸を極力排した平坦な顔立ち（平坦顔）を獲得した。これが、私たちが目にする「縄文顔と弥生顔の違い」の根本的な生体力学的理由である。
まぶたの構造にも決定的な差異が存在する。縄文人の目は大きく、くっきりとした平行二重まぶたであることが骨格およびゲノム解析から裏付けられている。一方、渡来系弥生人は目頭を覆う「蒙古ひだ（内眼角贅皮）」が発達しており、まぶたの脂肪組織が厚いため、すっきりとした一重まぶたや奥二重になりやすい。以下の比較表は、形質人類学および古代DNA研究のデータを集約した両者の構造的相違点である。
