雙足行走是人類譜系最顯著的特徵之一。早在大腦容量增加或石器工具出現之前數百萬年，人科動物就已經具備了雙足行走的能力。化石證據，包括坦尚尼亞萊托利遺址的足跡化石和露西的骨盆化石，顯示早期人科動物在樹棲生活的同時，就已經能夠直立行走。這種轉變並非一蹴可幾，而是在數百萬年的時間裡，骨骼逐漸重塑的結果。

這種現象發生的原因至今仍有爭議。一些研究人員認為氣候變遷是主要原因：隨著森林面積縮小、稀樹草原擴張，在樹林間行走變得更有效率。另一些人則認為，這樣可以解放雙手，方便攜帶食物、工具或照顧嬰兒。還有一種觀點認為，直立行走可以減少在陽光直射下所受到的熱量。這些解釋並非互相排斥。

解剖學標誌

• 骨盆短而呈碗狀，而不是長而扁平。
• 脊椎呈S形曲線，頭部位於臀部上方。
• 腿骨向內傾斜，使腳位於身體中心下方。
• 大腳趾與其他腳趾併攏，而不是與其他腳趾相對。

雙足行走並非人類獨有，但在靈長類動物中卻十分罕見。它為之後的一切奠定了基礎。