最古老的灵长类，也就是人类及其现代所有猿猴的共同先祖，可以上溯到6500万年前的古新世。这种动物与其说是像猴，不如说更像松鼠。这是一种爱在地上乱窜，专门以昆虫为食的胆小哺乳动物。 古新世的地球是个温暖平静的世界，广袤的热带森林向赤道两侧伸展，远远超出了今天的范围。
欧、亚、非三大洲到处是热带森林，北美大部分是丛林。当时的北美洲与欧洲通过格陵兰连成一片大陆。在这片森林的居民中，有一大群长有尾巴、外形像老鼠的哺乳动物。它们今天的近亲是一批专门吃昆虫和果实的哺乳动物，如田鼠、豪猪和鼹鼠。可能由于地面上竞争过于激烈，也可能由于树上存在比地面上更为丰富的食物，一些早期的哺乳动物开始爬上树去，以果实、昆虫、鸟蛋以及幼鸟等为食。
今天非洲和亚洲仍残存这种早期灵长类的孑遗，它们被称为“原猴”，其中包括颇有名气的狐猴和眼镜猴。这些原猴几千万年来体形骨骼几乎没有什么变化，非常适应它们的生存环境。但是，另外一些种类却变化很大，从中迅速辐射演化出生存于当今世界上的所有原猴、猴、猿及人类。
灵长类的进化很能说明演变倾向于稳定或变化之间的竞争。在3000万年的漫长岁月中，原猴的主干在世界热带雨林区极其成功，几乎没有什么变化。而另一些早期原猴进化很快，促使它们进化的动力可能是很微弱的、不易察觉的环境变化，气候波动，或其他与之生存相关的动物的变化。
即使是微小的变化，都有可能影响到一个物种的演变方向，日积月累，在某些地方不同适应方式的新的种群就会出现。 树栖生存往往可以促使一些种群迅速演化。在树上攀授跳跃要比在地面上行走较为安全便捷，它使动物的后肢变长，前爪逐渐失去了像鼠那样的尖爪，而变成扁平的指甲。
爪子对于树栖动物来说是一种有效的适应，便于攀援树木的枝干，但下树时就会显得非常笨拙，并且在悬吊抓握时不甚方便。当前肢进化成抓握的手时，爪子就显得累赘了。所以在大部分灵长类中，爪子进化成成了指甲，只有一小部分灵长类仍然保留了爪子，主要用来梳理毛发。
手指和脚趾都变长了，变得更加灵活。这些动物还保留了尾巴，可以起平衡作用或成为帮助抓握的器官。它们演化成直立的姿势，并能大幅度地转动脑袋。由于它们出现了特有的神经系统，以精确控制肌肉运动，大脑的灰质层也大大扩展。这些进化改善了这些新型动物在枝上作迅速和突然运动的应变能力比如抓住一根树枝的同时捕捉一个快速移动的昆虫或小蜥蜴。
跳跃、攀援和把握，成为它们生活的一部分，视觉变得比嗅觉更重要。视力的进化对于树栖三维视野的动物来说，比地栖两维视野的动物更重要。因为树栖时往往要判断一只昆虫或一根树枝的准确位置和距离，这就必须有立体的视野。于是，早期原猴的头逐渐发生变化。
它们的吻部开始缩短，头骨变圆，眼睛视网膜对于暗淡的光线变得十分敏感，而且能辨别颜色。它们的眼睛也变得很大，以增强摄取光线和分辨的能力，并在周围发展出角质的保护层。当两个眼睛逐渐移到脸部正前方时，一只眼睛的视线能够与另一只眼睛的视线重叠，使之产生所谓的双目视觉，然后逐渐导致立体视觉。
立体视觉赋予它们以精确判断距离的能力，但是像兔子这样的眼睛长在胸袋两侧的动物，必须时刻警惕来自左右和背后的袭击，而不必观察它们吃的东西。因为草不会移动，它们靠鼻子和嘴巴就能定位。再则，吃草也不需要很高的天分，不像树栖灵长类专门在树梢捕捉昆虫，始终要应付三维空间环境中的敌害。
森林是比草原更为复杂的环境，灵长类的感觉和运动适应使得它们能利用森林中的各种食物资源。灵长类的大脑频繁处理从感觉器官传来的信号，并指挥四肢的运动，所以大脑的进化对于适应环境也非常重要，为此灵长类大脑的相对体积（脑量与体重之比），也要比其他动物大。
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