走出非洲
人類種族的起源，是一個很難弄清的問題。最早的文字記錄出現在距今5000~6000年前，在此之前的事情，我們幾乎無從得知。1871年，達爾文在《人類的由來》一書中首次提出人類起源於非洲的猜想，但當時並無任何實際證據。直到將近五十年後，考古學家在非洲發現古人類化石，基本證實這一猜想。然而，考古發掘所能獲得的資訊是非常有限的，神話傳說更是不足為憑。直到近幾十年來，分子人類學興起，利用基因遺傳資訊來分析人類起源、民族演化等問題，並與考古研究結合起來，取得了突破性進展，但仍有很多爭議和謎團。
目前主流的觀點認為，人類大約在700萬~500萬年前從非洲的猿類進化而來。早期的人類曾有不止一個物種，也不止一次走出非洲，而是多次上演“長江後浪推前浪，前浪死在沙灘上”的故事。最早走出非洲的原始人類是與今日我們不同的物種，並且在數十萬年前就從非洲擴張到亞歐大陸——例如直立人（舊稱猿人，北京人、元謀人等都屬於這個人種）在200萬～20萬年前生活於亞洲和非洲，尼安德特人在40萬~3.5萬年前生活於歐洲——但這些人種後來都滅絕了，我們今天的人類並不是他們的後裔，而是智人。
智人在大約40萬～25萬年前出現於非洲，25萬年~15萬年前演化成解剖學上的現代人類（稱為晚期智人）。智人於12萬年~6萬年前之間分批走出非洲，擴張到世界各地：約6萬年前經東南亞沿海到達澳洲，約5萬年前進入中國南部，約4萬年前進入歐洲，約3萬年前到達日本，約1.4萬年前跨過白令陸橋進入美洲，約1萬年前到達大陸最遠的角落——美洲大陸最南端的巴塔哥尼亞。在此擴張過程中，智人把遇到的其它種群都消滅了，所以今天生活在世界上的所有人類都是智人。（在中國，距今10萬年~4萬年之間沒有發現任何人類化石，很可能是直立人在智人到來之前就已滅絕。而在歐洲，尼安德特人與智人共存了一段時間，有可能是智人消滅了尼安德特人。）
分子人類學對基因的研究主要有兩個途徑：線粒體mtDNA和Y染色體DNA，前者通過母親傳給女兒，後者通過父親傳給兒子。對線粒體mtDNA的研究表明，今日所有女性的基因都可以上溯到15萬年前的一個非洲女性（“線粒體夏娃”），而對Y染色體DNA的研究表明，所有男性的基因都可以上溯到6萬年前的一個非洲男性（“Y染色體亞當”）。同時，根據mtDNA和Y染色體DNA中的突變資訊，還可以把人類分成不同的型別。然而引人注意的是，在很多地方，線粒體型別（母系遺傳）的分佈狀況與Y染色體（父系遺傳）的並不完全一致。可以推測，這是由於早期人類擴張過程中，當強大族群打敗弱小族群之時，他們把失敗方的男性全部殺掉，而女性保留下來，從而造成這種現象。因此，Y染色體DNA的分佈更能體現原始族群的擴張過程。
研究者把Y染色體DNA的不同型別用字母表示：最先到達亞洲東部的一批人是C型（棕色人種，澳洲土著人、蒙古人和日本阿依努人的祖先，甚至有少量到達北美洲西部）和D型（矮黑人種，印尼安達曼人，以及部分日本人、藏族人祖先）。他們曾經佔領了廣闊天地，但現在只在邊遠蠻荒地區留下少許殘餘，原因是更晚出現、膚色較淺、身材較高的另一批人打敗了他們。這些淺色人種起源於大約4.5萬年出現在中東的F型，逐漸擴張到非洲之外的幾乎所有大洲，並進一步分化成更多型別，其中的主要型別有：J型是中東閃族人（阿拉伯人、猶太人）的祖先；O型是絕大部分東亞、東南亞民族、以及太平洋上南島民族的祖先（其中漢族和苗族、瑤族等都是以O3支型為主、而日、韓民族的O2支型比例較高）；Q型是美洲印第安人的主流，並少量留存於西伯利亞；R型是原始印歐人，其後裔包括今天的絕大部分歐美白人、伊朗人和部分印度人。而在非洲，後來興起的E型（身體素質極佳的黑色人種）取代了更早的型別成為主流，這意味著今日各大洲的其它人種和E型非洲人有相同的祖先，但並不是由E型非洲人演化來的。
通過這樣的反覆分化、擴張和替代，原始的人類民族在公元前10000年便已基本成形。——值得一提的是，蒙古民族主要是C型，加上少量其它型別的混血，因此過去把漢族定義成蒙古人種的說法是不準確的，漢人與蒙古人的差距大於與歐洲人的差距。
印歐擴張
大約在公元前4000年（距今約6000年），東歐大草原上的原始印歐人（R型）馴化了馬。這一事件深遠地改變了人類世界，因為直到槍炮、汽車和坦克發明之前，馬都是人類最強大的生物武器，也是最快速的陸上交通工具。有了馬，印歐人雖然文明並不發達（遠遠遜於同期出現的蘇美爾人），但擴張能力極強，在人類文明的早期階段就迅速擴張到幾乎所有適宜生存並且能夠進入的地區。同時，由於種族之間的交流變頻繁了，文明的傳播也大大加快了，印歐人後裔在此過程中發展成為世界上整體實力最強的種族群體，直到今天。
大約前3000年，印歐人的一部分（R1b型）分三路向歐洲擴張：一路向西南到達了希臘半島並演化成古希臘人（其中一支邁錫尼人後來征服了克里特）；一路向西到達多瑙河中游後分為兩支，一支從阿爾卑斯山南麓進入義大利成為拉丁人，另一支從北側繞過阿爾卑斯山進入高盧和不列顛，成為凱爾特人；還有一路北上到了波羅的海沿岸並分成兩部，西邊的稱為日耳曼人、東邊的稱為斯拉夫人。這就是歐洲諸民族的起源。
約前2500~2000年，印歐人進一步發明了馬拉戰車（但最早的車輪似乎起源於蘇美爾人），然後向亞洲方向擴張。約前1900年，印歐人的一支進入安納托利亞，變成了赫梯人。大約同一時期，另一部分東遷的印歐人（R1a型）從裡海北部出發深入亞洲。在戰車的威力下，他們在亞洲中部所向披靡，一路（雅利安人）征服了阿富汗、巴基斯坦和印度北部，又分出一支征服了伊朗高原。但另外一路（吐火羅人）從阿爾泰地區進入中國後，大約是遭遇華夏民族（O型）的抵抗，在河西走廊一帶停下腳步，成為月氏人的前身。馬和戰車技術也由此傳入中國。
總之，到前500年時，人類最早的美索不達米亞文明、埃及文明、克里特文明、印度文明幾乎全部被印歐人征服，唯有華夏文明成功抵抗了印歐人的入侵，獨立生存下來。在被征服的古文明地區，定居的印歐民族向古文明學習，發展出更璀璨的新一代文明。而留在老家東歐草原一帶的印歐人反而落後了，演變成斯基泰人（Scythian，又稱為西徐亞人或塞種人），在此後的歷史上常常以野蠻遊牧民族的形象出現。