Equidae
Vanhimmat tunnetut hevoseläimiin luokiteltavat fossiilit on löydetty Pohjois-Amerikasta, ja ne ovat peräisin varhaiselta eoseenikaudelta, 54 miljoonaa vuotta sitten. Ne luokiteltiin aiemmin Hyracotherium-sukuun, mutta tämän suvun tyyppilajin ei nykyään katsota kuuluvan tähän sukuun. Muut lajit on jaettu eri sukuihin. Nämä varhaiset hevoseläimet olivat ketun kokoisia eläimiä, joilla oli kolme varvasta takajaloissa ja neljä varvasta etujaloissa. Ne olivat kasvinsyöjiä, jotka söivät suhteellisen pehmeitä kasveja, ja ne olivat jo sopeutuneet juoksemiseen. Niiden aivojen monimutkaisuus viittaa siihen, että ne olivat jo valmiiksi valppaita ja älykkäitä eläimiä. Myöhemmät lajit vähensivät varpaiden lukumäärää ja kehittivät hampaat, jotka soveltuivat paremmin ruohojen ja muun sitkeän kasviperäisen ravinnon jauhamiseen.
Hevoseläimet, kuten muutkin perissodaktyylit, ovat takasuolen fermentoijia. Niille on kehittynyt erikoistuneet hampaat, jotka leikkaavat ja leikkaavat sitkeää kasviainesta niiden kuitupitoisen ruokavalion vuoksi. Niiden näennäisen tehoton ruoansulatusstrategia on seurausta niiden koosta evoluutioajankohtana, sillä niiden olisi pitänyt olla jo suhteellisen suuria nisäkkäitä, jotta ne olisivat voineet elättää itsensä tällaisella strategialla.
Sukuisesta suvusta tuli suhteellisen monimuotoinen mioseenin aikana, ja siihen ilmestyi monia uusia lajeja. Tällöin hevoseläimet olivat jo aidommin hevosen kaltaisia, ja niille oli kehittynyt nykyeläimille tyypillinen ruumiinmuoto. Monet näistä lajeista kantoivat ruumiinsa pääpainon keskimmäisen, kolmannen varpaansa varassa, ja muut varpaat pienenivät ja koskettivat tuskin maata, jos koskettivat lainkaan. Ainoa säilynyt suku, Equus, oli kehittynyt pleistoseenin alkupuolella, ja se levisi nopeasti ympäri maailmaa.