在上新世時期生活了很多古猿，南方古猿最有可能是人類的直系祖先。它們存在於上新世的大部分時期，而且這一屬的滅絕與最早的人屬物種出現的時間正好吻合。南方古猿明顯是兩足運動的，臼齒覆有厚的牙釉質，這是典型的古人類特徵。在它存在的200萬年間，它們的腦部有明顯增大。南方古猿發現於非洲東部和南部地區，其他不同物種的殘骸也在相同的時間段出現。與現代人類相比，南方古猿相對矮小。
南方古猿的兩個進化分支
進化之後的一些南方古猿有時候也被叫做粗壯型南方古猿或竹葉古猿。粗壯型南方古猿身形強壯，肌肉發達，骨頭厚重。它們的頭蓋骨較高下頜較厚，白齒偏大。粗壯古人類的臉部扁平，額骨厚實。頭蓋骨上端中間有一個小的、突出的冠，覆有結實的肌肉，以增強巨大的頜部的咀嚼力道。
竹葉古猿的骨結構較為纖細，少了許多與粗壯古人類相似的特徵。它們的白齒也很大，但是頜和肌肉偏小。臉部略有突出，口鼻較短。頭蓋骨偏小，上端的冠也大大縮小，甚至消失。儘管粗壯型南方古猿有一些原始的特徵，但它和其他隨後從這一屬進化出去的物種仍屬同一類。似乎大部分人類祖先物種並沒有繁衍出適應能力逐漸增強的後代，而是走向了滅絕。
湖畔南猿
湖畔南猿是1995年，美芙李基帶領的隊伍發現了已知的最早的南猿物種。420萬年前，湖畔南猿生活在肯亞的圖爾卡納湖地區。在上新世早期，這一區域是一片大草原。如果這支隊伍僅僅發現了頜，較大的犬齒，以及能夠完成些撕扯動作的跡象，那麼這個物種可能會被認為是猿的一種。然而，肢骨的殘骸清晰地表明，湖畔南猿用雙足行走。每個個體的大小不一，雄性的體型可能比雌性的要大。湖畔南猿的下頜骨和牙齒構造十分原始，與後來的南方古猿有明顯不同，尤其是阿法南猿。
阿法南猿
已知的阿法南猿有近70多種，是目前為止我們最熟悉的人類祖先的物種。1974年，美國古生物學家唐納德約翰森發現並且描述了第一個阿法南猿標本，該標本是一個身高約只有1米的嬌小女性，取名為"露西"，這句標本可謂大名鼎鼎，很多課本上都出現過，這是一句保存極為完好的標本。"露西"的腦跟現代黑猩猩一般大小。阿法南猿的手臂比後來的古人類長，手指能彎曲，這與猿類樹棲的生活方式有關。"露西"的頜沒有像隨後的古人類那樣呈拋物線狀，而是U形，並且有平行的兩排牙齒，這一特點與猿類相近。
在坦尚尼亞發現了一組與阿法南猿有關的化石腳印，這為我們研究古人類的行為提供了一個獨特的視角。這段足跡產生於360萬年前，為兩個個體並排行走時的腳印，其中一個個體比另一個的體型大。足跡長約23米從這些腳印我們可以看出，阿法南猿的腳底板拱形，步伐緩慢，步子邁得小。
肯亞平臉人
美芙·李基和她的同事在2001年描述了肯亞平臉人，這是一個具爭議性的物種。對於它究竟是一個獨立的物種，還是阿法南猿的一種，有許多不同意見。李基指出:"這一物種的臼齒較小，臉部扁平，這些特徵可以區分肯亞平臉人與南方古猿。"這一推測令人震驚，因為這意味著已經滅絕的古人類的數個分支共同生活在當時的東非。這使得人類進化鏈的研究更為複雜。
南方古猿驚奇種
在衣索比亞發現了南方古猿驚奇種的頭蓋和肢體殘骸。它出現的時間比南方古猿要稍晚一些，與南方古猿相比，它的臼齒、前自齒和犬齒更大。南方古猿驚奇種另一個不同尋常的演化特徵是它的修長的手臂和腿、這點與人類相似。同時，與南方古猿驚奇種一起發現的還有一些動物遺骨，還有跡象表明這些動物曾被工具切割，這是古人類使用工具的早期證據。
大量上新世時期的古猿被發現，證明了達爾文進化論的準確性，但是人類是否從古猿進化而來，還缺乏決定性證據，因此關於人類的起源一直以來科學家都有爭議。有一部分科學家認為這些古猿最後和大部分原始哺乳動物都滅絕了，並沒有進化成人類。目前從科學角度來說，我們還缺少從古猿到人的中間過渡物種。