人類是自然界中惟一能夠直立的動物。在廣大的自然王國中，沒有一種動物能夠像人類那樣直起腰板，挺起胸膛，抬起頭來，沒有一種動物能夠昂首闊步地行走。就是人類的近親黑猩猩、大猩猩、類人猿也隻是偶爾地直立行走，而且還是佝僂著背，彎著腰，並且隻是危險來臨或爭鬥時才這樣半直立行走。其他高級的哺乳動物，無論是食肉類還是食草類，都是四肢著地，頭顱在前，低著腦袋，雙眼向下。
人類的直立是非常早的。1978年，人類學家瑪麗在坦桑尼亞北部地區發現了幾個珍貴的足跡。它們產生於400萬年以前。當時，由於非洲大峽穀的桑迪曼火山突然噴發，又下了一小雨，幾個人類祖先在經過時留下了具有曆史意義的足跡。從足跡看，它們已經能夠直立行走。1924年，南非人類學家達特在南非發現的早期的人類祖先南方古猿，盡管其頭顱還非常原始，但是腳和腿卻比較進步，已經具有了直立的能力，他們的大腿骨，與現代人類相差並不大。1902年，荷蘭人類學家杜布哇發現爪哇猿人的化石，推斷爪哇猿人能夠直立行走。但因為直立的腳和原始的腦袋之間的巨大反差而遭到種種反對意見，氣得杜布哇把猿人化石鎖在箱子裏，誰也不讓看。1929年，北京猿人洞中發現著名的北京猿人，它們的大腿骨已經很進步，而頭骨低平，人類學家不能理解頭骨和腿骨的這種不協調，就認為這裏生活著兩種不同的猿人，一種是進步的猿人，直立行走的腳是它們的代表；另一種是落後的猿人，低平的頭骨是它們的代表。
人類為什麽會直立?這個人類學上的重要問題，有很多種假說。
一種是勞動說，或者稱之為使用工具說。這種理論認為，人類祖先為了彌補體質上的不足，必須使用工具，必須解放雙手；而雙手的解放必須手足分工，手從行走功能中解放出來，直立有利於手的解放，以直立方式行走的類人猿在生存鬥爭中處於比較優越的地位，因此，這種行為方式被大自然選擇了下來。同時，使用工具又促進了直立行走姿勢的確立。但是，對於這種理論，有些人類學家認為尚未得到化石證據的證明。在埃塞俄比亞阿爾法地區發現了最早的人類祖先化石“露茜”，卻沒有發現其使用的工具或狩獵的化石證據。因此，這個理論，人類學界認為還隻是一個假設。
另一個理論是美國肯特州立大學人類學家歐文·洛夫喬伊提出的攜帶說。認為人類祖先經常過著遷移性的生活，男性成員經常出去狩獵，尋找食物。他們的配偶也要經常地帶著子女、攜帶食物進行遷移。女性成員遷移時要抱著孩子，帶著食物，攜帶的能力越強，帶的子女越多，食物越多，生存的機會就越大，自然選擇中就越成功，就能有更多的後代。而四足著地的行走方式不利於攜帶食物和子女。直立行走可以用手抱孩子，可以用背背食物，在生存鬥爭中占有較大的優勢，因此這種行為方式就被大自然選擇了下來。
英國人類學家皮特·惠勒則提出了生理因素說。認為人類祖先生活在熱帶地區的開闊林地，那裏陽光終年直射，光線強烈，氣溫很高。氣溫過高會影響大腦的功能。而直立行走的方式有利於防止高溫對人體的損害，有利於保護大腦。第一，直立方式可以大大減少陽光照射在身上的麵積，身體吸收的熱量就大大減少。惠勒做了直立姿勢和四足行走姿勢接受陽光的比較研究。他發現，在中午，直立方式比四肢著地方式接受陽光的麵積減少6．0％，也就是說，直立方式少吸收60％的太陽光熱量。第二，直立方式也有利於散發熱量。在接近地麵的地方，因為地麵和地表植被對氣流有阻滯作用，大氣的流動比較緩慢。風大空氣就流通，熱量就容易散發。直立以後，身體與地麵拉大了距離，上半身遠遠高出於地麵，身體周圍的空氣流速較快，就比較容易散發熱量。第三，熱帶草原地區的地麵長滿了植物。由於植物的蒸發作用，近地麵的空間的空氣比較濕潤。人體的水分的排泄與空氣中的濕度有很大的關係。空氣濕度大，動物身上的汗水就不易蒸發，熱量散失就慢。越是幹燥的地方蒸發越快，越是潮濕的地方，蒸發越慢。四肢著地的動物由於比較接近地麵，它們的汗水不易揮發，而直立則比較容易散發。
直立行走使人的頭長在了身體的上方，使緊固在頭顱上保持頭顱穩定的肌肉減少，從而有利於大腦的發展，直立使它能夠眼觀四方，不再隻望著地麵，擴大了感覺器官接收的信息量，使大腦得到豐富的信息營養，迅速地發達起來；直立也促進了手的解放，使手越來越靈巧有力，為它進一步的發展創造了有利的條件。所以，恩格斯認為直立是從猿到人過程中的具有決定意義的一步。
當然，事物有一利必有一弊。直立雖有不少好處，但又容易暴露自己，被食肉動物所發現。直立也使虛弱的下腹部暴露在敵人麵前，容易受到攻擊。直立也使跑動的速度慢了下來。四足行走的黑猩猩、狒狒的奔跑速度比人類快30％～40％。由於人類的直立行走姿勢在進化上年代不夠久遠，進化還不夠完善，也帶來了一些新的問題。四足類動物的脊椎是拱形結構，而人類直立以後的脊椎是S形結構。從力學角度看，拱形結構比較穩定，S形結構需要強大的肌肉幫助固定。人類中間經常發生的骶棘肌**、腰痛等疾病，可能與直立後提高了肌肉的固定功能有關。人類直立後，也引起了骨盆的變化，使原來的產道係統發生了改變，人類生育孩子會有長時間的陣痛，人類的難產率比較高，這可能也是直立所引起的新問題。這些問題，隻能通過進化過程使各個器官進一步調適。進化不會達到盡善盡美的地步，進化常常要付出一定的代價。直立就是一個很好的例子。
人類祖先究竟為什麽直立?解開這個謎還有待於進一步的考古發現。