元谋人的生活环境是通过共存的动植物化石来推测的。一般将元谋人地层第三、第四段的动物化石称之为元谋动物群，认为是与元谋人共生的动物。
同期动植物化石
与元谋人共生的哺乳动物化石，有泥河湾剑齿虎、桑氏缟鬣狗、云南马、爪蹄兽、中国犀、山西轴鹿等29种。全部都为绝灭种，部分（388%）属于上新世和早更新世的残余物种，大多数为早更新世当地常见物种。如果然生活环境来考察，云南马等生活于草原，细麂、湖麂等生活于热带雨林，竹鼠、复齿鼠兔等动物生活于灌木丛之中，泥河湾剑齿虎等生活于森林之中。
根据植物孢子的分析，树木主要以松属植物为多，还有榆树等。草本植物则更多。
有人根据动物化石及植物孢粉分析，认为当时的自然环境呈森林草原景观，气候凉爽。
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不同看法
关于元谋人化石的地质时代和绝对年代，学术界存在不同看法。
头骨
一种观点认为属早更新世早期，在距今170万年左右。中国地质科学院地质力学研究所用古地磁方法测定距今170万±10万年。电子自旋共振法测定为距今160~110万年。根据与元谋人伴生的哺乳动物的研究和与北京人牙齿的比较，似乎更为原始。
另一种意见认为，在中更新世。因为古地磁年代不应超过73万年，根据元谋人的化石层，可能距今60万～50万年或更晚。
经过对所发现的石器的研究，表明元谋人所处时期为旧石器时代早期。
如果将元谋人的年代定位为170万年前，那么元谋人就是目前已知的中国境内最早的古人类。由于这是最初的对元谋人的年代定位，一些教材、通俗读物和百科全书都持此说。如果将元谋人的年代定位为60万年左右，那么元谋人的年代将晚于公王岭蓝田人。
相关争论
凡是有网纹红土的存在，那一定是80万年前的土层！“网纹红土，是一种表面有纹路的鲜红色的土层，它是在80多万年前，因长期的湿热气候促使岩石产生化学反应及风化而成，在今天长江以南许多地方仍然可见。”黄慰文说，叫“网纹”只是通俗的说法，其实纹路是一层一层的，更准确应叫“蠕”纹，就像虫子爬过的那种蜿蜒痕迹。“它有两大最明显特征，鲜红色、网纹十分清晰，没有其它任何一种土壤能同时具备。”发现了网纹红土，它将有助于解决长达40年之久的元谋人年代的争论，为元谋人作证！
“古地磁年代测定法，是一种根据地球磁性的变化规律来测定年代的方法。”中国原子能科学研究院研究员郭士伦说，地球本身是个大磁场，可南、北两极并非永恒不变，相反不断在偏移，甚至每过几十万年，就可能发生一次南北极倒转，而地球上河流湖泊的形成、火山的喷发过程，都能记录当时地球的磁性状态。“但古地磁法不能产生数值年代，只能产生相对年代，它只有与同位素法相结合时，才能测出较为准确的年代，所以一些学者对元谋人的年代提出质疑。”
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