根据遗传变异原理，生物基因在繁殖时会发生可遗传的变异，随着不断变异，一个共同祖先的后代将会变得各不相同，最后形成不同的物种。一个新的物种形成大致要经过四个阶段：（一）可遗传变异产生；（二）变异个体成功适应自然并得到扩散；（三）变异种群由于地理生态隔离逐渐形成亚种；（四）亚种之间一旦出现了生殖隔离，也就是互相间不能繁殖后代，亚种就变成了新种。
遗传变异的典型例子就是对狗的选育，人类通过人工选育的方法，按照不同功能对狗进行配种，其中最重要方法就是保持纯种，避免不同种狗类杂交，这相当于人为造成物种隔离，从而让少数变异基因流传下来，形成现在猎犬、牧羊犬、宠物犬、雪橇犬、斗犬等多种类型，最终使狗变成了世界上外形最多样的动物。而生活在世界各地的人类，也因遗传变异与地理生态隔离的原因，导致体质特征上有所不同，但从生物分类学上来说，他们同属于一个物种，拥有一个共同的人类祖先，因为他们之间并不存在生殖隔离。而黑猩猩虽然与人类的基因相似度高达98.77%，同属类人猿亚目，但因为两者分化的时间太长，已经出现了生殖隔离，所以黑猩猩哪怕以后演化得比人更有智慧，也不属于人类，因为存在生殖隔离。
狗是世界上外形最多样的动物
按照现代生物学界最常用的“界门纲目科属种”七分法，人类属于动物界—脊索动物门—哺乳纲—灵长目—类人猿亚目—人科—人属—智人种。现存与人类关系最亲密的灵长类动物就是类人猿亚目生物，分为长臂猿、红毛猩猩、大猩猩、黑猩猩四大类人猿。猿和猴的最大区别就是体型更大，且没有尾巴。与人类血缘最近的类人猿黑猩猩生活在非洲，而非洲也同样发现有种类最多和最古老的古人类化石。
红毛猩猩
目前已知的最早的人类是距今大约万年前生活在非洲的南方古猿，南方古猿因最早发现于非洲南部而得名。东非埃塞俄比亚的国宝化石“露西”是目前保存较完整的成年南方古猿化石，号称“人类祖母”。虽然被划为人类，但是将化石复原之后，就会发现它们分明还是尖嘴猴腮、浑身长毛的猩猩，就连脑容量也和黑猩猩相仿；唯一不同的是，南方古猿已经脱离森林走向草原生活。这一举动，是人和猩猩分化的重要标志，古人类学家认为这群离开森林的猿类最终成为人类的祖先，而继续留在森林里的古猿则演化成黑猩猩。
到底是什么原因导致人类祖先离开森林？是因为森林资源的枯竭？还是因为同种竞争的失败？对比黑猩猩的祖先，人类的祖先是森林竞争中的失败者，当他们走向草原，面对他们所不熟悉的自然环境，以及拥有尖牙利爪的大型猫科和犬科动物时，这过程必然是十分悲壮惨烈的，这时候一种很大的演化可能性是，人类将进化成一种半猿半犬或半猿半猫体型的动物，如狒狒。狒狒是唯一适应丛林外生活的的猴科动物，它们长着一副像狗一样的裸露的口鼻，奔跑速度最快可达每小时56公里，能像野犬一样捕杀猎物，其又尖又长的獠牙让狮子都畏惧三分，公狒狒英勇好斗，甚至敢与花豹和母狮单挑，是灵长类走出丛林后成功演化的典范。
狒狒是唯一适应丛林外生活的的猴科动物
然而人类祖先南方古猿走了一条和狒狒完全不同的演化路线——使用工具。猿猴在树上时，手忙着攀爬和进食，当在地上行走或坐下时，就可以使用工具，如狒狒就经常用石头猎取蝎子为食。南方古猿则更进一步，他们通过直立行走，解放了双手来使用天然工具捕捉小动物，人类由此进入始石器时代。直立行走和使用工具是从猿到人的重要一步，尽管这最初的一步不是十分奏效，事实也证明，南方古猿的狩猎技术不敢恭维，从洞穴积存可知，他们很大程度上是扮演食用其他肉食动物残余腐肉的清道夫角色；但是脚的直立和手的进化影响到大脑的开发，使人类最终完成从使用天然工具到制作工具的进步，从此人类远远超过了自己的旁系亲属猩猩和狒狒，成了自然界的征服者，世界万物之灵长。
开始自立行走的南方古猿
南方古猿之后，约万年前，东非出现了最早制造和保存（不是使用）工具的猿人，被称为能人，意为“巧手之人”。从外形上很难区分南方古猿和能人的差别，它们体重都约40公斤，身高都在厘米左右，都浑身长毛，能两足行走。之所以称能人为人、南方古猿为猿，就在于能人会制造和保存工具。制造和保存工具是人类和其他动物的本质区别，其他动物如黑猩猩会为了觅食或其他目的制造和使用工具，不过它们制造工具是靠本能，或是为了直观的目的，他们没有为可能发生的事情进行更长远的工具制作，也不会随时把工具带在身边，如黑猩猩很少能把它们使用的小棍子或者石头带出几米之外。与它们不同，能人不仅是像黑猩猩那样即兴而作，随机利用就近能取得的工具，而且能提前制造并保留工具，以备将来之用。
制造和保存工具的出现标志旧石器时代的开始。旧石器也就是打制石器，锤石技术是最早的旧石器生产技术，就是用鹅卵石等较硬的石头，击打敲碎其他石块，形成一些锋利的棱角和切片。这些有棱角的石片最主要的用途就是切肉，人类没有强壮的犬齿和颌骨，这些尖锐的石头就成了必不可少的替代工具，这种石器工艺因最早发现于东非坦桑尼亚奥杜韦峡谷而被称为奥杜韦文化。
到约万年前，一种新品种的人类——直立人——开始取代能人。直立人属于晚期猿人，他们与能人在外形上最大的区别就在于直立二字。虽然南方古猿和能人都已经能够直立行走，但是他们走起路来就像蹒跚学步的小孩，摇摇晃晃，重心不稳。这是因为他们和其他灵长类动物一样都是上肢比下肢发达，而直立人下肢骨骼明显比上肢粗硕，其下肢结构与现代人类已经基本无异。直立人的脚也已经完全进化成现代人的形状，与手的形态迥然不同，完全为行走而生。虽然直立人的头颅还是猿的模样，但是其脑容量（～1毫升）比之前的早期猿人大一倍，相当于现代人（0～毫升）的三分之二。
直立人制作的阿舍利型手斧
两足行走和脑容量的扩大让直立人能更好地使用双手并进行发明创造。非洲早期的直立人被称为匠人，他们制造出比能人奥杜韦石器文化更先进的阿舍利石器文化，阿舍利石器先用硬锤打击，再使用骨头和硬木等软锤来加工，其典型代表阿舍利型手斧的左右两边和正反两面基本对称，是人类历史上第一种标准化加工的重型工具。这种手斧既可用来切削、挖掘、狩猎，还是一种制造工具的工具。
此外，直立人还懂得利用天然火种，这对人类的发展产生了根本而深远的影响，火的使用使大量过去不能食用或难以消化的食物成为熟食，从而大大增加了食物来源；火带来的光明增强了人类抵御野兽的能力，方便人类在夜晚和黑暗处活动；火带来的温暖，使直立人能够冲出过去无法离开的非洲大草原[1]，分散到全球各地，并在寒冷的冰河时代幸存下来。如今直立人之前的人类化石基本仅见于非洲，而直立人的化石在亚欧非三洲都有大量发现，中国最早发现的一批古人类化石，如云南元谋人、陕西蓝田人和北京猿人，也都同属直立人种。
北京猿人
到此，亚欧非三洲都有了直立人的踪迹，那么现存人类是否就是从这些各地直立人进化来的呢？“人类多地区进化说”就认为：在约万年前，直立人从非洲扩展到世界其它大陆以后再分别独立进化为现代的非洲黑种人、亚洲*种人、大洋洲棕种人和欧洲白种人。
从繁殖角度上讲，亲缘性较高的马和驴交配产下的骡子基本没有生殖能力，同种的印度狮和非洲狮杂交的后代连行走都很困难；东亚直立人早在约万年前就已经和非洲直立人分化，如果东亚人这么早就开始独立演化，那么如此长时间的物种隔绝会导致今日东亚人和欧洲人、非洲人之间繁殖后代的困难。所以“人类是由各地的猿人独立演化而来”的说法，从生物学的角度上说是完全不可能的。
中科院古脊椎古人类所的吴新智院士是“人类多地区进化说”的提倡者，他认为各地猿人的演化不是完全独立的，而是存在杂交混血，至于中国境内的人类则是以当地的直立人连续进化为主，附带外来人种杂交为辅，因此使中国人与其他人群能维系在同一个物种内，没有出现生殖隔离。吴新智院士还通过比较北京猿人和现代人的骨骼特征，发现70%的中国人在头骨上有3个特征和北京猿人是一致的，并由此论证北京猿人是大多数中国人的祖先，但他的学生刘武去非洲考察时，却发现有30%的东非人在这3个头骨特征上也和北京猿人相一致，由此可见根本不能从几个简单形态上的相似来论证“人类多地区进化说”。因为中国人身上只有极少数特征与北京猿人相似，而绝大部分特征都与其他地区人种相同。
如果不是因为达尔文提出进化论，相信没有人会认为亚洲人和直立人的关系会比亚洲人和欧洲人关系更近，因为他们生理上的巨大差别一目了然。事实上许多人对达尔文的进化论有较大的误解，他们以为猿人都会朝着相同的方向进化，生活在各地的直立人是通过进化变得相似。
然而物种进化的基本条件——遗传基因突变——是随机性的，同样虽然人类被定义为高级动物，但物种进化也绝非动物进化成人。
人类不是进化的目的，而是基因随机突变加自然选择的偶然产物，无论是演化出翅膀，还是双手，都是随机加自然选择的结果。物种之间亲缘度越小，差别就会越大。现代人与直立人的身体构造有巨大差异，而现代四大人种的生理特征高度相似，只是肤色、发色、五官有稍微差别，直立人还不会说话，约7万年前从现存人种中最早分化出去的科伊桑人学习语言还有发音障碍，但四大人种之间则完全可以互相学习语言。人类的血型具有遗传性，*种人内部的血型各不相同，但是这些不同血型都可以在黑人和白人身上找到，同血型就可互相输血，而现代人绝对不可能和直立人互相输血。因为直立人在约20万年前就已灭绝，而现代人类4种血型中最古老的O型血，其形成的时间大约在6万至4万年之间，这些都证明了现存四大人种的亲缘关系，远远大于各地直立人。世界各地的直立人绝对不会不约而同地演化成现代人类，目前科学家已通过基因检测的方法证明现代人类全都是来自非洲智人的后代。
[1]现研究多认为身材高大，肌肉发达的晚期猿人直立人是第一个离开非洲的人类，不过也有学者认为直立人之前的早期猿人可能就已经离开非洲，澳洲国家大学年4月发表有关人类进化史的最新研究，认为在印尼弗洛勒斯洞穴所掘出的弗洛勒斯人、又名“霍比特人”的化石，是早于万年前离开非洲的人类，跟被视为最早人种的能人或源自同一祖先。有学者推测弗洛勒斯人最晚于1.8万年前还生活于印度尼西亚的弗洛勒斯岛地区，从时间上看他们曾和现代人共处。而据当地弗洛勒斯岛居民声称，最后一批弗洛勒斯人是在几百年前被他们捕获后用火活活烧死的，至今在印度尼西亚还流传着小矮人的传说。
