十二生肖是从动物崇拜和图腾崇拜演变来的。在原始社会生产力和认识自然的能力极低的情况下，人们对马、牛、羊、鸡、犬等与自己生活息息相关的动物产生依赖感，对虎、蛇等危害自身安全的动物产生恐惧感，对嗅觉发达的狗、善于奔走的马等动物产生崇敬感，都是很自然的事情。

动物崇拜使原始人产生了万物有灵观念。在万物有灵观念的作用下，原始人认为他们所崇拜的动物之所以这样了不起，是他们部族祖先的灵魂附在了这些动物身上的缘故。于是这些动物就成了他们部族的图腾。殷商甲骨文记载的“马方”、“虎方”，都是与商王朝并存的国家；《列子》一书在谈到黄帝和炎帝的战争的时候，提到黄帝“帅熊、罴、狼、豹、、虎为前驱，雕、、鹰、鸢为旗帜”，具有图腾崇拜的显著特征；还有古书所记载的“伏羲鳞身，女娲蛇躯”、炎帝“人身牛首”、舜帝“状如鸡，鸣似凤”等，也可以用图腾崇拜来解释。正是附在图腾动物身上的祖先之灵，演变成了后来的生肖本命神。

有了本命神，必有本命观念。本命观念使古人把对图腾动物的崇拜心理投射到天文星相上去，用动物的名称去给星座命名。环列周天的二十八宿，就被经过一番划分组合，而命名为东方苍龙、南方朱雀、西方白虎、北方玄武（龟蛇）。在同样的心理支配下，人们用一些动物来标识古天文历法概念，也是非常自然的事情。

许多学者认为，生肖与地支同源，可以追溯到史前的传说时代。《史记》所谓黄帝“造甲子以命岁”、“大挠作甲子”，就是这类说法的反映。这里所说的“甲子”指十二生肖。就是说，当初用来指代岁星在周天黄道的具体位置的，既不是星纪、玄枵、訾、降娄等十二次，也不是子、丑、寅、卯等十二支，而是鼠、牛、虎、兔等十二生肖。所谓“造甲子”，是实行干支纪年纪月以后的说法。

民族学家刘尧汉先生对少数民族十二兽历的研究，得出了与此相类似的结论。刘先生指出，居住于四川大凉山地区的彝族居民，其十二生肖与汉族完全一样，而这十二生肖与他们的十二兽纪日和十月历法有关。所谓十二兽纪日和十月历法，即今日为鼠日，明日为牛日，以此类推，三轮为一个月，计３６天，一年为１０个月。刘尧汉先生在所著《彝族社会历史调查研究文集》中认为，在汉族的历史上，这种以十二生肖纪日的十月历法产生于夏禹时代，十二生肖属于这种远古历法的遗留。这种看法在学术界得到了越来越普遍的认同。

古人总是试图从日月运行、斗转星移中，探索出“天”与“天道”的奥秘，中国古代哲学的形成和发展，在很大程度上是以古天文历法为基础的。