在19世紀初，西方的科學家就開始大規模地發掘馬的化石。他們所得到的馬骨骼化石相較於現代的馬體型小了很多，於是乎他們明白到馬的系譜在演化的過程中，似乎呈現直線型體型逐漸增大的趨勢。
　　馬的演化的趨勢，從五千多萬年前始新世的始馬（Hyracotherium）開始發展，體型僅有像狐狸般大小，四肢細長、前肢四趾著地、後肢三趾著地，臼齒的咀嚼面由許多瘤狀突起的花紋所組成，生活在氣候溫濕的森林裡，以鮮嫩的草或樹葉為食。隨著年代的進展，經歷了漸新世的漸新馬（Mesohippus）、中新世的草原古馬（Merychippus）、上新世的上新馬（Pliohippus）到進入更新世與全新世的現代馬（Equus）。除了體型逐步增大之外，前肢與後肢由多趾經由三趾到現代馬的單趾，臼齒由低冠演進成高冠（牙齒長出齒槽的部分若大於齒根，稱為高冠齒，意味著牙齒使用的年限較長。反之則稱為低冠齒），臼齒的咀嚼面也逐漸呈現複雜的摺皺，成為適應在草原上飛奔、吃草的現代馬，現生的馬、斑馬、驢皆屬於此類。
　　隨著化石陸續地被發掘與研究，更多的證據顯示，在馬的演化歷程中，大部分的時期，體型是朝向多樣化發展，使得古生物學家制定馬的演化發展模式更為複雜，尚待更進一步的研究。