Upptäckten, som publiceras i tidskriften Science, gjordes i en grotta kallad Misliya, strax söder om Haifa. Fossilet består av en partiell överkäke med tänder.
Forskarna, som har letts av paleoantropologen Israel Herschkovitz vid universitetet i Tel Aviv, har analyserat käken med datortomografi och tredimensionella modeller och jämfört dess form, liksom tändernas utseende, med andra fynd av olika människoarter från Afrika, Europa och Asien.
Deras slutsats är att käken tveklöst härrör från en typisk Homo sapiens.
Tidig utvandring
Detta är i sig inte så märkvärdigt, men käkens ålder i kombination med fyndplatsen är högst anmärkningsvärd.
Flera dateringsmetoder har använts och alla antyder att fossilet har en ålder på 177.000-194.000 år.
Ingen har tidigare hittat så gamla lämningar efter Homo sapiens utanför Afrika. De tidigare äldsta fynden – också de från Israel – är 90.000-120.000 år gamla.
Människor av vår egen art tycks med andra ord ha utvandrat från Afrika nästan 100.000 år tidigare än vad man hittills trott.
Skickliga jägare
I en kommentar i Science skriver de brittiska paleoantropologerna Chris Stringer och Julia Galway-Witham att klimatet i Mellanöstern var inne i en mer nederbördsrik fas för 190.000-244.000 år sedan, vilket kan ha underlättat utvandringen.
Stenredskap som hittats i närheten av fossilet tillhör en speciell redskapskultur kallad Levallois efter den första fyndplatsen i Frankrike. De äldsta kända Levallois-redskapen har tidigare hittats i Afrika, vår arts urhem.
Redskapen, som beskrivs som sofistikerade, visar att människorna som levde i Israel vid den aktuella tidpunkten var skickliga jägare som också kontrollerade bruket av eld.