牛科动物起源于中新世，是由原古鹿类分化的一支混杂而进步的支系，在上新世和更新世，向着很多复杂的适应辐射方向发展，欧亚大陆是它们早期发展的区域，以我国为中心的亚洲中部和东部地区是早期偶蹄类辐射的中心地区，很多牛科动物的化石在我国的上新世和更新世的地层中被发现，包括原始牛、水牛、野牛、羚羊和转角羚羊等。

在中新世时期的北美洲出现了叉角羊，是牛类分化出来的一支，体形似鹿，它们既有扁平而弯曲且不脱落的角，又有鹿角似的分叉结构，现在大部分种类已经绝灭，仍然生活在北美洲大陆的叉角羚则是叉角羊分化中残存的种类，被看作是介于鹿类与牛、羊类之间的一个类型。

在牛科动物中，一般将牛属、水牛属、倭水牛属、非洲野牛属和野牛属的动物通称为牛类，共有大约16种。牛类是哺乳动物中最后出现的一个类群，很可能起源于原始的羚羊类，随着进化过程，体形演变为高大而健壮，四肢粗壮，达到顶点的便是非洲野牛属和野牛属。牛类的共同特点是雄兽和雌兽头上都有表面光滑的角，并且紧靠着枕骨的两侧长出，角的基部远远地分开，吻边没有毛，尾巴较长，末端有簇毛串，眼睛前面和趾间没有臭腺，雌兽有4个乳头等。

牛属中共有8种，其中包括家牛和它的祖先原牛和瘤牛