El caballo pertenece a la orden del perisodáctilos, es decir, los ungulados provistos de un número impar de dedos. Uno de estos dedos es predominante y asegura el principal apoyo del animal.

Como resultado de la evolución, para una adaptación progresiva a la carrera, el número de dedos que descansan en el suelo, a lo largo de las edades, fue reduciéndose a tres, posteriormente a dos, hasta la aparición del casco único, característica del caballo actual.

Durante mucho tiempo se ha creído que el antepasado más lejano del caballo era el "Hyracotherium leporinum", aparecido durante el Eoceno, (hace aproximadamente 54 millones de años) Pero, estudios recientes han emplazado a los caballos entre los Paleotheres.

No es hasta casi el final del Plioceno, hace menos de dos millones de años, que la forma actual del caballo se estabiliza con el Pliohippus.

Los primeros caballos tenían el tamaño de un cordero, varios dedos en cada pie y dientes adaptados para comer hojas tiernas. Los verdaderos caballos del género Equus aparecieron en América del Norte. El "Orohippus agilis" es uno de los caballos más antiguos conocidos.

La historia de los caballos está íntimamente ligada a los cambios climáticos. Después de una evolución larga en el transcurso del Eoceno, cuando el supercontinente se separó, los caballos emigraron hacia Eurasia en el curso de Oligoceno. Ya de tamaño grande, comenzaron a parecerse a los caballos actuales.

El Anchitheriinae fue el primer ejemplar que aparece en Europa. Su pie había conservado tres dedos del pie. Su cuello era más largo que el de los caballos actuales. La especie evolucionó (principalmente en América del Norte) y se hizo más grande y más adaptada a la carrera.

Durante el transcurso del Oligoceno, hace aproximadamente 30 millones de años, la regresión de los bosques forzó una nueva evolución de los caballos. Tenían que adaptarse a un suelo más duro y a un medio más abierto, frecuentado por numerosos depredadores. Esta especialización también afecto a los dedos, produciéndose una reducción progresiva del número de dedos. La almohadilla plantar desaparece para dejar sitio a un único casco sólido. Al mismo tiempo, la talla y la potencia de los caballos aumentan también. Además, su dentadura se adapta a su nueva dieta: hierbas duras.

Con el comienzo del Mioceno, los dientes se transforman ya en verdaderas muelas y los premolares se hicieron más grandes, acercándose ya a la apariencia de los molares. Estos se convierten en los verdaderos precursores de los caballos modernos.