古有蹄动物是有蹄类的一种早期类群，主要由中、小型动物组成，这些动物大多以杂食或草食为主。它们的牙齿和脚的构造较为原始，繁盛于早第三纪早、中期。

古有蹄类的牙齿和脚的构造相对简单，这是它们区别于后来演化出的有蹄类的重要特征之一。它们的身体大小一般适中，有些物种甚至偏小。

钝脚目（Amblypoda），又称全齿目（Pantodonta），是早第三纪的大型食草动物。中国广东南雄古新统中的阶齿兽（Bemalambda）是这一类动物中早期较小型的代表。随着进化，钝脚目的体型逐渐增大，至始新世的冠齿兽（Coryphodon）已成为粗腿而笨重的动物，拥有匕首状犬齿。

恐角目（Dinocerata）的特点在于头部具有三对骨质角。其中尤因它兽（Uintatherium）是最著名的代表，其颅骨上的角分别位于鼻部、头顶和顶部。恐角目的成员体型庞大，类似现代的犀牛，但头骨扁平。尽管古新世时期的恐角目个体较小，但它们同样具有骨骼粗壮、四肢短而笨重的特征。

焦兽目（Pyrotheria）和异蹄目（Xenungulata）都是限于南美早第三纪的大型食草有蹄动物。焦兽类可能具有较长的鼻子，而异蹄目则只有一个属。

南方有蹄目（Notoungulata）在南美得到了极大的发展，其种类和数量均超过了其他有蹄类。北柱兽（Arctostylopus）等化石曾在北美和亚洲被发现，一度被认为是南方有蹄类在北半球的代表。然而，1989年的一项研究提出，北柱兽目（Arctostylopidae）与南方有蹄目并无直接的亲缘关系。

滑距骨目（Litopterna）自古新世起就存在于南美，直至更新世才消失。这个目下的物种分为两支，一支部族形态似马，另一支部族形态似羊驼，且鼻孔位置异常。

闪兽目（Astrapotheria）是从始新世开始出现并持续到中新世的大型食草哺乳动物。它们的上颌短小，鼻骨后缩，下颌发达，门齿和犬齿都有显著的发展。

除了上述六个目外，早第三纪的大型食草哺乳动物还包括裂齿类（Tillodontia）和土豚科（Tubulidentata）。这两个目可能与踝节目有关联，但它们的足部没有蹄而是有爪子。这种变化可能是为了适应特定的生活环境。中爪兽类最初归类于踝目，但由于其特殊的齿状臼齿和狭长颌骨等特征，有人提议将其单独列为中兽目（中爪兽目），并与鲸目（Cetacea）共享共同祖先。