Με την πάροδο του χρόνου, ορισμένοι πληθυσμοί prosimian άρχισαν να παρουσιάζουν πιο εξειδικευμένες προσαρμογές για τη ζωή στα δέντρα. Αυτές οι προσαρμογές περιελάμβαναν την ανάπτυξη αντίθετων αντίχειρων, διόφθαλμου όραμα και βελτιωμένες γνωστικές ικανότητες. Αυτές οι αλλαγές τελικά δημιούργησαν τους πρώτους αληθινούς πιθήκους.
Τα πρώτα γνωστά απολιθώματα μαϊμού χρονολογούνται από περίπου 40-50 εκατομμύρια χρόνια πριν και βρίσκονται στην Αφρική και την Ασία. Αυτοί οι πρώιμοι πίθηκοι ήταν μικροί και δενδροειδείς, πράγμα που σημαίνει ότι πέρασαν το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους στα δέντρα. Καθώς συνέχιζαν να εξελίσσονται, οι πίθηκοι διαφοροποιήθηκαν σε διαφορετικά είδη και άρχισαν να εξαπλώνονται σε άλλα μέρη του κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της Νότιας Αμερικής.
Η πιο διαφορετική ομάδα πιθήκων σήμερα βρίσκεται στον Νέο Κόσμο, η οποία περιλαμβάνει την Κεντρική και τη Νότια Αμερική. Οι πιθήκους του Νέου Κόσμου χαρακτηρίζονται από ευρεία ρουθούνια, προνυθμιστικές ουρές (σε ορισμένα είδη) και έλλειψη μάγουλα. Μερικοί γνωστοί πιθήκους του Νέου Κόσμου περιλαμβάνουν πιθήκους καπεύκων, πιθήκους αράχνης και πιθήκους Howler.
Αντίθετα, οι παλιές πίθηκοι βρίσκονται στην Αφρική και την Ασία. Έχουν στενά ρουθούνια, μη παραγωγικές ουρές και θήκη μάγουλα για την αποθήκευση τροφίμων. Οι πιθήκους του Παλαιού Κόσμου περιλαμβάνουν μπαμπουίνους, μακάκους και πιθήκους Colobus, μεταξύ άλλων.
Πάνω από εκατομμύρια χρόνια, οι πίθηκοι εξελίχθηκαν σε μια ποικιλία ειδών με διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά και συμπεριφορές, προσαρμόζοντας σε διαφορετικούς οικοτόπους και οικολογικές θέσεις. Διαδραμάτισαν σημαντικό ρόλο στη γενεαλογία των πρωτευόντων, οδηγώντας τελικά στην εξέλιξη των ανθρώπων.