Расовую принадлежность племён Дешт-и Кипчака изучил казахстанский антрополог О. Исмагулов. По его данным кимаки (Прииртышье и Восточный Казахстан) характеризуются крупной головой, брахикранией (г.у. 81,0), средненаклонным лбом, широким (ск. д. 134–140 мм) лицом, значительно, хотя и не очень резко выступающим носом. Головы женщин были длиннее, чем у мужчин, в пределах мезокрании (г.у. 78,5), среднешироким лицом (ск. д. 126–129 мм), слабее выступающим носом. В целом тип кимаков характеризуется смешанным (монголоидно-европеоидным) типом, но с преобладанием (особенно в Прииртышье) европеоидных признаков. Кыпчаки более монголоидны: мужчины характеризуются большей брахикранней (г.у. 84,2-85,8), более широким лицом (ск. д. 142,3-143,2 мм), слабовыступающим носом (угол выступания– 22,0-22,9) – характерные признаки южносибирской (европеоидно-монголоидной) расы. Несколько более монголоидными оказались кыпчаки р-на реки Урал. Указанные данные имеют средние показания; индивидуальные (по отдельным признакам) имеют некоторые отклонения в сторону европеоидности или монголоидности. Помимо степных кочевников, в городах и сельских поселениях проживали выходцы с южных областей – Хорезма, Согда, а также рабы разного этнического происхождения. В целом, племена Дешт-и Кипчака характеризовались смягченным вариантом южносибирской расы, в котором сочетание европеоидных и монголоидных черт было в XII в. примерно поровну (50:50, Исмагулов, 1982). Если сравнить исторических кыпчаков с современными народами, то по физическому облику (соматологически) наиболее близкими к ним окажутся юго-восточные башкиры и казахи Западного Казахстана.
Мнения о светловолосости и европеоидности кыпчаков, основанные на сомнительных китайских и иных (арабских, грузинских) письменных источниках и авторитетных исследованиях (Л.Н. Гумилев), в настоящее время можно считать неверными. Разумеется, отдельные индивиды из них могли иметь нетипичную для физического облика людей южно сибирской расы с изрядной долей монголоидных черт внешность, но в массе это были люди смуглые, черноволосые и кареглазые, слегка скуластые и узкоглазые с прямыми жесткими волосами, заплетенными в косы (судя по каменным статуям).
Источники из сочинений, написанных людьми, носят субъективные мнения их авторов в зависимости от их симпатий или антипатий. Более объективны данные палеоантропологии.