現在世界上仍然生存的長鼻目哺乳動物隻有兩種，即亞洲象和非洲象。但長鼻目化石卻分佈廣泛、類型眾多，從晚始新世（距今4200萬年前）到更新世，它的足跡遍及除澳大利亞和南極以外的全部大陸，已發現的化石超過400種。
根據化石記錄，最早的、明顯具有長鼻類特點的哺乳動物是發現於非洲北部的莫湖獸(Moeritherium)。這種動物大小與野豬相近，生活習性類似河馬。它的頭骨已開始向前引長，眼睛睛也前移；牙齒仍保持著原始有蹄類的完整齒列式：3枚門齒、1枚犬齒（僅上頜）、4枚前臼齒、3枚臼齒，但上下頜的第二對門齒變得比其他門齒大得多，顯示出大象牙的萌芽狀態；下犬齒已消失；前臼齒和臼齒的各齒尖已開始組合為橫脊，盡管這時每個牙齒的橫脊隻有兩條。發現於巴基斯坦中始新世的炭丘獸(Anthracobune)和發現於中國廣東南雄古新世的明鎮獸(Minchenella)，有人認為是長鼻目更為古老的祖先。這兩個屬的標本很少，牙齒的形態結構雖可解釋為莫湖獸的祖先類型，但能提供的別的方面的信息不多。
從莫湖獸開始，長鼻類經古乳齒象的初期過渡階段，發展到乳齒象類。這中間是幾百萬年的象類史料空白期。
中新世一開始乳齒象類就已分化為長頜類型和短頜類型兩組。長頜類型的系統分支非常復雜，嵌齒象是長頜類型乳齒象的基型屬，通常被稱為“三棱齒象”，它們的中間頰齒，即第三前臼齒至第二臼齒，都具有三條橫脊。這種象體長，肢短，頭骨低而寬，吻部向前引伸，頰齒由錐形齒尖組成橫脊，齒尖仍清晰可見。化石分佈很廣，亞洲、非洲、歐洲、北美洲都有發現。延續的時間也比較長，從中新世一直到更新世。
鏟齒象（Platybelodon），或譯板齒象，是長頜乳齒象的一個非常特化的屬。其化石在中國內蒙古、寧夏、甘肅的中新世地層中常有發現。這個象的下門齒扁平而且大，左右拼合，很像鐵鏟的下緣，下頜接合部收縮，變窄，猶如鐵鏟柄的下端。無論從其形態特點，或從其埋藏地的地層情況，都可以看出這種動物喜營水邊生活，其扁平長大的下門齒是挖掘水底食物的有效器官。長頜類型乳齒象除嵌齒象、鏟齒象以外，還有四棱齒象(見圖)、鋸齒象、厚齒象、喙嘴象等等，這些象的化石在中國都有發現。
與長頜乳齒象幾乎同時出現的是短頜類型的乳齒象。軛齒象(Zygolophodon)是舊大陸短頜類型乳齒象的典型屬。中新世時它廣佈歐亞，中新世末進入北美，下頜進一步縮短，名為美洲乳齒象(Mastodon americanus)。更新世期間歐亞大陸的軛齒象趨於絕滅，而美洲乳齒象仍相當繁盛，一直生存到美洲人類歷史的早期。短頜乳齒象的共同特點是頭骨縮短；下頜上的大象牙極端退化或完全消失；頰齒成銳利的脊形，齒尖幾乎辨認不出。
在長鼻類進化歷史的早期，還分化出一類形態很特殊的旁支，這就是恐象(Deinotherium)。和其他長鼻類一樣，恐象也有一段史料空白期。中新世它一開始出現便已相當特化，而且自此以後直至更新世期間它完全消失，形態上除體軀增高增大外，幾乎沒有變化。這類象是長腿的長鼻類，站立時身高3米以上。它的頭骨不似現代象那樣高聳，上頜無大象牙，但有長鼻。下頜有一對大象牙，從頜前端向下彎曲，然後向後彎向身軀，很像是一對固定在下巴上的巨鉤。每枚頰齒由兩條橫脊組成，脊頂銳利，略呈弧形。
包括現生的兩種長鼻哺乳動物在內的所有進步類型的象都歸類於真象類。從原始乳齒象向真象類的過渡發生在新生代後期。這一過渡表現在頭部形態和結構方面有以下幾點：①頭骨縮短，變高；②下門牙退化以至消失；③頰齒齒脊數目增多，排列緊密，齒冠增高；④頰齒進一步發展，齒脊壓扁成為齒板，板與板間填滿瞭白堊質，增強瞭耐磨性；⑤牙齒的萌出和使用從早期象類成年個體的所有頰齒幾乎同時使用變為頰齒從先到後逐一形成並萌出，頂替使用，即用瞭一個，再萌生一顆，這樣，在同一時期，活著的真象的上下頜，每側隻有一顆整牙或兩顆相鄰牙齒的局部。
劍棱象(Stegotetrabelodon)是真象類最早的祖先，它可能起源於非洲某種嵌齒象，後來分佈到歐洲和亞洲。這屬象的臼齒齒冠還不算高，齒脊的間距也還比較寬，但齒脊數目已相當多，第三臼齒可多達七八條齒脊。出現的時代相當早，最早為中新世的中晚期。
劍齒象（Stegodon）是脊齒型真象最繁盛的一個屬，中國南方每一個含第四紀堆積的洞穴幾乎都能找到它的化石。有名的東方劍齒象(Stegodon orientalis)，第三臼齒齒脊數10，第二臼齒8，第一臼齒7。脊與脊間充填瞭白堊質。
猛獁象(Mammuthus primigenius)，又叫毛象，是新舊大陸北部冰期期間最常見的板齒型真象。它身披長毛，前面伸出彎曲的長象牙，甚為雄偉可怖。它的臼齒齒板數高達：M1，12/12；M2，16/16；M3，24/24。排列非常緊密，每10厘米可以排8～10片齒板。
一般認為，現生的兩種象，與早期原始的猛獁類動物關系甚近。