Но одной из самых примечательных и загадочных черт ольмекской культуры являются гигантские каменные головы. Первая такая голова была обнаружена ещё в 1862 году в Ла-Венте. К настоящему времени найдено 17 голов, восемь из которых обнаружены в Сан-Лоренсо. Все гигантские головы выполнены из цельных глыб базальта. Высота их в среднем колеблется от 2 до 2,5 метров. Есть две небольшие головы, высотой 1,5 метра, и одна, гигантская, высотой 3,4 метра, которая была найдена на памятнике Ранчо-ла-Кобата. Вес этих огромных базальтовых скульптур колеблется от 10 до 35 тонн. Все головы выполнены в единой стилистической манере, однако совершенно очевидно, что каждая из них изображает портрет конкретного человека. Все головы одеты в шлемовидные головные уборы и имеют ушные украшения в виде крупных серёг и ушных вставок. Прокалывание мочек ушей являлось типичной традицией для всех мексиканских культур.
Несмотря на индивидуальность, все ольмекские скульптуры объединяет одна загадочная черта. Изображённые на них люди имеют ярко выраженные негроидные черты — крупные пухлые губы, широкие приплюснутые носы с вывернутыми ноздрями и большие глаза. Негроидные черты ольмекских голов были отмечены исследователями с самого начала. Это привело к появлению различных гипотез. От предположения о миграции выходцев из Африки до утверждения, что такие черты являются характерными для жителей Полинезии и Юго-Восточной Азии, и им не стоит удивляться, поскольку они были привнесены в Америку ещё волнами переселенцев из Азии. Однако расовый тип, представленный в других произведениях ольмекской культуры, является достаточно типичным для коренного американского населения. Хотя есть и исключения, тоже представляющие несомненный интерес. На разных ольмекских памятниках были обнаружены небольшие скульптуры, которые американские археологи условно называют «борцами». Они изображают сидящего на корточках человека с поднятыми на уровень груди или положенными на колени руками. Все лица таких фигур имеют усы и клиновидные бороды, а их антропологические черты характерны для древних жителей Средиземноморского бассейна.
Наличие в индейских культурах Центральной Америки явных черт цивилизаций Старого Света давно служит камнем преткновения для исследователей. Но единой точки зрения на данную проблему до сих пор нет.
Ольмекские головы вызывают неподдельное удивление, прежде всего своей уникальностью. Более нигде в Америке не встречается подобный тип изображения людей. Единственная аналогия, которая приходит в голову, связана с известной поэмой Пушкина «Руслан и Людмила». Великий поэт активно использовал богатое наследие русского фольклора. Кстати, следует отметить, что говорящая голова великана упоминается и в одном из сюжетов осетинского эпоса.
Современные исследователи считают, что ольмекские головы изображали местных правителей и их изготавливали и устанавливали после смерти последних для увековечивания памяти. В ольмекской культуре известны и другие каменные головы, изображающие лица, характерные для индейского населения Мексики и не имеющие никаких негроидных черт. Но что явилось причиной возникновения столь оригинального типа скульптуры? И почему лишь 17 скульптур изображают людей иного — африканского типа?
Ольмекские головы ставят перед исследователями и ряд других, не менее проблематичных вопросов. Геологи установили, что базальт, из которого была изготовлена одна из голов в Ла-Венте, был взят из каменоломен в горах Тукстла, расстояние до которых только по прямой составляет около 90 километров. Каким образом транспортировались каменные глыбы весом несколько десятков тонн по пересечённой, достаточно заболоченной и покрытой джунглями местности?
Американские исследователи считают, что транспортировка монолитных заготовок осуществлялась водным путём. Предполагают, что ольмеки использовали для этого тростниковые плоты, которые сплавляли по реке в Мексиканский залив и вдоль берега переправляли глыбы к своим городским центрам. Однако это всего лишь гипотеза, подтверждение которой пока не найдено. Несомненно, транспортировка базальтовых глыб весом два десятка тонн должна была представлять для древних индейцев серьёзную техническую задачу. Индейцы не знали колеса, и у них не было тягловых животных, с чем, кстати, связан ещё один загадочный факт из истории древней Мексики. На территории того же штата Веракрус были найдены многочисленные глиняные игрушки, изображающие животных, поставленных на колёса. То есть колесо как таковое древние мексиканцы знали, но в своей деятельности почему-то не использовали.
Вызывает также вопрос и способ обработки материала для ольмекских голов. Базальт — одна из самых твёрдых вулканических пород, а ольмекской цивилизации не были известны инструменты из металла. Значит, все эти скульптуры были сделаны каменными инструментами. И обработаны настолько тщательно, что сегодня на них нельзя обнаружить следов инструментов, которые использовались при работе.