For det første dækker udtrykket "Paleo" over et stort tidsrum af menneskelig evolution, fra cirka 2,6 millioner år siden til omkring 10.000 år siden. I denne periode beboede mennesker forskellige regioner på kloden og tilpassede sig en bred vifte af miljøer. Som sådan varierede deres kostvaner betydeligt baseret på tilgængeligheden af lokale fødevarekilder. Til sammenligning foreslår den moderne Paleo-diæt ofte en ensartet tilgang, der potentielt overser de ernæringsmæssige tilpasninger, som specifikke populationer udviklede som reaktion på deres unikke miljøer.
Desuden tyder arkæologiske beviser på, at gamle menneskers kost ikke udelukkende var sammensat af kød og planter. Mens jagt og indsamling var vigtige komponenter i deres eksistensgrundlag, indtog de også forskellige andre fødevarer såsom fisk, skaldyr, nødder, frø, frugter og endda insekter. De relative andele af disse forskellige fødevarer i deres kost ville have afhængt af faktorer som geografi, klima og årstid. Den moderne Paleo-diæt lægger på den anden side typisk stor vægt på kødforbrug og kan begrænse andre fødevaregrupper, hvilket potentielt afviger fra den mangfoldighed, man har set i gamle kostvaner.
Det er vigtigt at bemærke, at vores forståelse af gamle menneskers kostvaner er baseret på fragmentariske arkæologiske beviser og videnskabelige fortolkninger, hvilket efterlader nogle aspekter åbne for debat. Ikke desto mindre er det stadig afgørende at anerkende kompleksiteten og mangfoldigheden af forhistoriske diæter, snarere end at generalisere dem til en forenklet forestilling om en enkelt "Paleo"-diæt.