上新馬就是現代馬的直系祖先。600萬年前，在經歷了漫長而艱辛的演變歷程之后，草原古馬屬原始馬才成功地進化成為上新馬。上新馬的個頭要比始祖馬的個頭高出許多，身高為122厘米，身體的比例也已經和今天的馬接近了。脊背也從弧形的變成了硬直的，在上新馬之前的馬兒們比較善于跳躍，而上新馬已經變得更加善于奔跑。它們善于奔跑的四肢更有利于逃避兇猛野獸的襲擊。上新馬的臼齒也比早期類型的馬更進一步，上面出現了復雜的長長褶皺，已經與現代馬牙齒的樣式相接近了，這表明它們的主要食物已經由嫩草變為干草，已經是典型的草原動物了。而且，上新馬的前、后足中趾也變得更加發達，二、四趾已經完全退化，它們已經演變成為最早的一趾馬了。馬的進化過程與自然環境的變化息息相關。時間進入上新世之后，氣候變得寒冷干燥，濕潤的灌木林消失不見，草原開始向各個大陸蔓延。為了適應氣候的巨大變化，馬屬動物的身體結構也開始發生變化，主要變化為身高的增加，四肢的加長，而且單趾的馬開始出現。牙齒向堅硬的、復雜的方向轉變。在經過了多個階段的不斷演化之后，到了第四紀更新世A，單趾的高頭大馬才真正出現在人們的面前。

1更新世：地質時代第四紀的第一個世，距今260萬～1萬年前。