Linia człowiekowatych, inaczej hominidów, oddzieliła się od linii małp człekokształtnych przypuszczalnie 4 - 5 milionów lat temu. Na podstawie dowodów kopalnych możemy nakreślić ogólne kierunki ewolucji człowieka, brak nam jednak dowodów, by wyciągnąć ostateczne wnioski. Mamy zbyt mało kopalnych szczątków pierwszych człowiekowatych, a to czym dysponujemy - to pojedyncze kości. Istnieją jednak dowody na to, że u pierwszych człowiekowatych pionizacja ciała, czyli dwunożność, wyprzedziła w rozwoju powiększenie mózgu.
Zmiany ewolucyjne, począwszy od najdawniejszych człowiekowatych do współczesnego człowieka, przejawiają się w pewnych właściwościach szkieletu i czaszki. W porównaniu ze szkieletem małp człekokształtnych szkielet człowieka ujawnia wyraźne różnice, które odzwierciedlają naszą zdolność do przyjęcia wyprostowanej postawy i poruszania się na dwu nogach. Te różnice są też obrazem zmian siedliskowych pierwszych hominidów, które przeszły od nadrzewnego trybu życia w puszczach do spędzania co najmniej części czasu na ziemi. Różnie budowy szkieletu dotyczą większej krzywizny kręgosłupan, umożliwiającej lepszą równowagę ciała. Miednica człowieka jest krótsza i krąglejsza, co dostarcza lepszych miejsc przyczepu mięśni wykorzystywanych do poruszania się w pozycji pionowej. Otwór czaszki, przez który przechodzi rdzeń przedłużony, zwany otworem wielkim (foramen magnum), znajduje się u małp człekokształtnych z tyłu głowy odpowiednio do postawy wyprostowanej. Wydłużenie się nóg w stosunku do rąk i przesunięcie palucha w ten sposób, że staje się on równoległy do pozostałych palców stopy, jest następnym przejawem przystosowania się pierwszych hominidów do dwunożności.
Innym ważnym kierunkiem ewolucji człowieka było powiększenie się rozmiarów mózgu w stosunku do wielkości ciała. Ponadto nie występują w czaszce człowieka charakterystyczne dla małp człekokształtnych wydatne wały kostne, wznoszące się nad oczodołami, zwane wałami nadoczodołowymi. Twarz człowieka jest bardziej spłaszczona niż twarz małp człekokszałtnych, inne są też jego szczęki. U małp człekokształtnych układ zębów w szczęce jest niemal prostokątny, podczas gdy u człowieka jest paraboliczny, czyli zbliżony kształtem do litery U. Małpy człekokształtne mają większe zęby niż człowiek, zwłaszcza duże są ich kły.
Pierwsze człowiekowate należą do rodzaju Australopithecus
Ewolucja człowiekowatych rozpoczęła się w Afryce. Pierwsze hominidy należą do rodzaju Australopithecus, czyli " południowych małpoludów ", które pojawiły się około 3,8 miliona lat temu. Pozostaje nadal dyskusyjna liczba gatunków przypisanych temu rodzajowi, jest bowiem nie lada zadaniem orzec, czy różnice pomiędzy nielicznymi odnalezionymi fragmentami szkieletu odzwierciedlają zmienność osobniczą w obrębie gatunku, czy też różnice między gatunkami. Większość biologów wyraża pogląd, że istniały dwa do czterech gatunków Australopithecus.
Najstarsze hominidy są zaliczane do gatunku Australopithecus afarensis. Odkryto liczne szczątki szkieletów A. Afarensis, łącznie z niemal całkowitym szkieletem nazwanym" Lucy". Ponadto w 1976 r. odkryto skamieniałe odciski stóp trzech "wędrowców" sprzed ponad 3,6 miliona lat. Odciski stóp oraz miednica, nogi i kości stóp wskazują, że rozwój postawy pionowej i dwunożność wystąpiły we wczesnym okresie ewolucji człowieka.
A. afarensis był niewielkim hominidem, ok. 1 m wysokości. Jego twarz była skierowana w przód, a czaszka, podobna do czaszki małp człekokształtnych, kryła mały mózg. Wprawdzie jego mózg był duży w stosunku do wielkości ciała, lecz w porównaniu z mózgiem człowieka był niewielki. Pojemność mózgoczaszki A. afarensis wynosiła 450 - 500 cm3, podczas gdy pojemność mózgoczaszki człowieka współczesnego wynosi 1400 cm3. Jego uzębienie (liczba i układ zębów) były prymitywne i zawierało długie kły. Nie jest wykluczone, że A.afarensis i inne australopiteki nie umiały mówić, nie wytwarzały narzędzi i nie umiały korzystać z ognia.
Wielu uczonych przypuszcza, że A.afarensis był przodkiem bardziej rozwiniętego australopiteka A. aficanus, który pojawił się około 3 mln lat temu. Pierwsze szczątki A. africanus odkryto w Afryce Południowej w 1924 r. i od tego momentu znaleziono wiele innych. Ten nieduży hominid poruszał się w pozycji wyprostowanej i miał ręce oraz zęby bardzo podobne do ludzkich. Na podstawie cech uzębienia można stwierdzić, że A. africanus żywił się zarówno roślinami, jak i zwierzętami. Podobnie jak A.afarensis miał mały mózg, około 500 cm3. Spośród australopiteków wyróżniano dwie większe formy - A. robustus i A. boisei, lecz na ogół panuje zgodny pogląd, że żadna z nich nie mieści się w linii rozwojowej prowadzącej bezpośrednio do człowieka.
Homo habilis to najstarszy gatunek z rodzaju Homo
Pierwszym hominidem, który odznaczał się tyloma cechami ludzkimi, że można było go zaliczyć do tego samego rodzaju co współczesnego człowieka, był Homo habilis (człowiek zdolny). Jego mózgoczaszka, mająca 650 cm3, była bardziej pojemna niż mózgoczaszka australopiteków. Ów pierwszy człowiek pojawił się 1,9 mln lat temu i przetrwał jako gatunek ponad pół miliona lat. Szczątki Homo habilis odkryto w licznych miejscach Afryki.
Pokrewieństwo między australopitekami i Homo habilis nie jest wyjaśnione. Niektórzy biologowie, biorąc pod uwagę pewne cechy fizyczne, sądzą, że austalopiteki były przodkami Homo habilis, inni natomiast przypuszczają, że H. habilis i A. africanus występowały jednoczenie przez większość okresu swego istnienia i że Homo habilis, w przeciwieństwie do A. africanus, należy do linii ewolucyjnej prowadzącej do współczesnego człowieka.
Odkryto liczne szczątki Homo erectus
Znacznie większa zgodność opinii dotyczy szczątków określonych jako Homo erectus, odkryto ich bowiem wiele. Podobnie jak inne hominidy Homo erectus rozwijał się w Afryce, a następnie zawędrował do Europy i Azji. Człowiek pekiński (= chiński) i człowiek jawajski, odkryci w Azji, są późnymi przedstawicielami Homo erectus, który występował jeszcze 200 000 lat temu.
Homo erectus był dwunożny, całkowicie spionizowany i wyższy niż H. habilis. Miał też od niego większy mózg. Co więcej, w czasie jego istnienia jego mózg stopniowo się powiększał, o czym świadczy wielkość mózgoczaszki, która osiągnęła pojemność od 850 cm3 do 1000 - 1200 cm3. Pomimo powiększenia rozmiarów jego czaszka nie wykazywała w pełni cech czaszki człowieka współczesnego, zachowując ciężkie wały nadoczodołowe i wypukłą, wysuniętą do przodu twarz, czyli cechy właściwe jego przodkom - małpom człekokształtnym.
Homo sapiens pojawił się przypuszczalnie około 200 000 lat temu
Człowiek o cechach uzasadniających zaliczenie go do naszego gatunku pojawił się około 200 000 lat temu. Jego mózg rozwijał się w dalszym ciągu, co znalazło odbicie w pojemności mózgoczszki - od 850 cm3 u najstarszych osobników do 1400 cm3 u osobników współczesnych.
Neandertalczyk pojawił się w Eurazji
Jednym z najwcześniejszych przedstawicieli Homo sapiens był zamieszkujący rozległe przestrzenie Eurazji neandertalczyk, odkryty po raz pierwszy w dolinie rzeki Neander, w Niemczech. Ten pierwotny człowiek odznaczał się krępą budową ciała. Miał mózgoczaszkę o pojemności nieco większej niż u współczesnego Homo sapiens, twarz nieznacznie wysuniętą ku przodowi, z dużymi wałami nadoczodołowymi i cofniętym podbródkiem.
Wyginięcie neandertalczyka stanowi zagadkę. Z neandertalczykiem współżyły inne grupy Homo sapiens, o bardziej współczesnych cechach. Nie jest wykluczone, że oba gatunki kojarzyły się z sobą, co doprowadziło do stopniowego zacierania cech populacji neandertalczyka. Mógł być on również wyparty ze środowiska przez wspomnianą populację lub nawet całkowicie przez nią wyniszczony. Jest też możliwe, że neandertalczyk nie mógł się przystosować do klimatycznych zmian w plejstocenie i że jego wyginięcie nie jest zupełnie związane z innymi ludźmi.
Współczesny Homo sapiens pojawił się prawdopodobnie w Afryce i stosunkowo niedawno wywędrował do Eurazji
H. sapiens, o całkowicie współczesnych cechach, żył 40 000 lat temu, a może wcześniej. Czaszki pierwotnego Homo sapiens nie miały ciężkich wałów nadoczodołowych i odznaczały się wyraźnie zarysowanym podbródkiem. Te cechy można dostrzec u przedstawicieli kultury Cro - Magnon we Francji i Hiszpanii. Ich broń i narzędzia były bardziej złożone i nie tylko kamienne, lecz również zrobione z kości, w tym słoniowej, i z drewna. Wyrabiali bardzo ostre narzędzia kamienne
(do cięcia). Człowiek z Cro - Magnon uprawiał sztukę, taką jak malarstwo jaskiniowe, ryty i rzeźbę, prawdopodobnie w celach rytualnych. Istnienie różnorodnych narzędzi, o pewnym stopniu złożoności, a także dzieł sztuki przemawia za tym, że mógł on posługiwał się językiem, który wykorzystywał do przekazywania swych doświadczeń młodszym pokoleniom.
Badania nad mitochondrialnym DNA różnych współczesnych populacji geograficznych człowieka wskazują, że pierwszy współczesny Homo sapiens mógł pojawić się w Afryce na początku późnego plejstocenu. Podobne badania nad jądrowym DNA i DNA chromosomu Y także podtrzymują pogląd o jego afrykańskim pochodzeniu. Wkrótce po pojawieniu się współcześni ludzie szybko się rozprzestrzenili po całej Ziemi. Część z nich przeszła do Ameryki Północnej po lądowym moście w cieśninie Beringa, inni drogą wodną dotarli do Australii. Jeśli współczesny człowiek pochodzi z Afryki, to wydaje się, że nie wywodzi się on w prostej linii od neandertalczyka.