Das Neandertal liegt im Kreis Mettmann auf den Stadtgebieten der Städte Mettmann, Erkrath und Haan. Großräumig eingebettet ist es in die Ballungsräume von Düsseldorf und Wuppertal sowie des Ruhrgebiets und der Stadt Köln.
Der Planungsraum, der im Rahmen der Masterplanung betrachtet wurde, hat eine Größe von etwa 13 Quadratkilometern. Begrenzt wird er im Westen von der Autobahn A3 mit dem sich westlich anschließenden Siedlungsgebiet von Alt-Erkrath, im Süden von der Trasse der S-Bahn-Linie S8 und dem Siedlungsraum von Erkrath-Hochdahl und -Millrath, im Osten vom Haaner Stadtteil Gruiten sowie von der L 423 (Mettmanner Straße / Gruitener Weg), im Nordosten vom Siedlungsgebiet der Stadt Mettmann und im Nordwesten von der K 26 (Erkrather Weg).
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Geobasisdaten: Landesvermessungsamt NRW, Bonn, Vermessungs- und Katasteramt des Kreises Mettmann Nr.: ID 524/2009 Der Landschaftsraum des Neandertals ist geprägt durch die beiden tief eingeschnittenen Täler von Mettmanner Bach und Düssel. Der Talraum der Düssel bildet das Naturschutzgebiet Neandertal, gleichzeitig Fauna-Flora-Habitat-Gebiet. Prägend sind aber auch die umgebenden Hochflächen, die weitgehend landwirtschaftlich genutzt werden. Neanderthal Museum und Fundstelle liegen zentral im Planungsraum.