Произходът на китовете остава активна област на научно изследване, но преобладаващото мнение сред палеонтологите и еволюционните биолози е, че китовете произхождат от наземни предци. Ранни теории сочеха към група от копитени месоядни бозайници, наречени мезонихиани, които живееха през еоцен епоха приблизително 50 до 34 милиона години преди. Тези гора-дwelling животни имаха дълги тела и относително кратки конечности, наподобяващи съвременни вълци или мечки в някои аспекти.
С течение на времето, някои от тези предци се приспособиха към полуводен начин на живот, вероятно притегнати от изобилната храна в водни среди. Катo прекарахме повече време във водата, техните конечности постепенно станаха по-веселоподобни, техните тела станаха обтегнати, а техните зъби се развиха за улавяне на риби и други водни добыв. В крайна сметка, някои линии преминаха към напълно воден живот, давайки начало на китовете, делфини и морски свинки, които познаваме днес. Този еволюционен процес често се нарича цетацеанизация.
Учените продължават да изследват точните отношения между различните цетацеани групи, и някои аспекти на произхода на китовете остават отворени за дебат. Каквото е ясно е, че китовете се развили от наземни бозайници през милиона години на постепенно приспособяване.