人类的始祖大约在700万年前和黑猩猩的始祖相揖而别，走上了不同的进化道路。在所有现存动物中，黑猩猩是人类最亲的亲戚，它们的生活环境与人类的始祖相近，饮食习惯也应该相似。那么黑猩猩是素食者吗？不是。虽然黑猩猩的主要食物是植物的果实，但是它们也热衷于采食白蚁，捕食猴子等较小型的动物，以及食用自然死亡或被别的动物捕杀的动物尸体。肉食在黑猩猩的食谱中占了相当的份量，大约占了食物总能量的4～8.5%，特别是在植物性食物较缺乏的旱季，一头成年黑猩猩每天吃的肉大约有65克。可以想像，人类的始祖也和黑猩猩一样，会通过捕猎和食腐肉摄入肉食。
考古和化石的证据也说明了这一点。在大约260万年前，人类的祖先开始使用石器。最初的石器就被用来切割动物尸体。在与猿人化石同时出土的其他动物骨骼化石上，可以找到用石器切割、抽取骨髓食用的痕迹。事实上，肉食在人类进化上起到了重要作用，它提供了更丰富的营养，使得大脑的增大有了可能，而且捕食动物需要有周密的安排和分工合作，也让人类行为变得更为复杂。工具的使用和捕食动物让人类得以走出非洲，走向气候更为寒冷的北方地区。和气候温暖的非洲故乡不同，北方地区的冬天植物性食物短缺，动物性食物这时候就成了这些地区的人们的主要食物。对多数古人类群体来说，可能有一半以上的食物能量来自动物。通过测定生活在大约3万年前的尼安德特人化石的同位素组成，发现他们的食谱和狼、北极狐相似，几乎是纯肉食。而分析1万多年前生活在英国的古人类化石，也表明他们的食物中动物蛋白占的比例甚至高过了北极狐。直到今天，世界上残存的以捕猎-采集为生的原始部落中，大多数仍主要以动物性食物为食。
人类的身体结构和生理功能在某些方面也更适合肉食，是食物中长期存在肉食的情况下出现的适应性进化。随着人类脑容量的增大和大脑活动的增强，相应的人类消化道的容量减小了，消化道的代谢活动也减弱了，更接近于肉食动物而不是草食动物。在分子水平上，人类的生理活动也出现了适应肉食的变化。例如在嘌呤的代谢方面。嘌呤是组成核酸的物质，核酸降解后产生嘌呤，然后嘌呤在肝脏被代谢成了尿酸，随着血液送到肾脏，在那里分泌、排出体外。如果血液中尿酸的量超出了肾脏的分泌能力，尿酸有可能在关节等部位积蓄，导致痛风。这些被代谢掉的嘌呤，大约三分之二是体内原有核酸降解产生的，三分之一来自食物。肉类不仅含高蛋白，还含高嘌呤，那么吃肉是不是增加了痛风发作的风险呢？恰恰相反，摄入蛋白质增加了尿酸的分泌，降低了血液中尿酸的量，反而减少了痛风的风险。由嘌呤代谢成尿酸需要一种叫黄嘌呤氧化还原酶的催化，由于基因突变，人类这种酶的催化能力要比其他动物的低得多，只剩下了大约百分之一，这样就避免了在吃肉的同时过多地产生尿酸。
肉食也使得人类对营养素的需求发生了变化。在构成蛋白质的20种氨基酸中，有8种人类无法合成，必须从食物中摄取，称为必需氨基酸。如果吃肉，就可以轻而易举地获得足够的必需氨基酸，但是要从植物性食物中获取就比较麻烦，素食者必须食用特定的植物性食物（例如大豆）或注意食物搭配才能获得足够的必需氨基酸。牛磺酸是一种有多种重要的生理功能的特殊氨基酸，基本上只存在于肉类中。草食动物体内能够自己合成牛磺酸，而像猫科动物这样的肉食动物完全失去了合成牛磺酸的能力。人类虽然有合成牛磺酸的能力，但是要比草食动物差，所以素食者体内牛磺酸的含量明显比一般人低。
完全的素食很容易导致营养不良，发生疾病。素食者最常见的疾病是贫血。这有两种可能的原因。一种是由于缺铁导致的缺铁性贫血。虽然在植物性食物中也含有铁，有的铁含量还不低，例如100克水煮菠菜的含铁量高达3.57毫克，而100克猪肉馅的含铁量只有0.88毫克。不过，植物中的铁很难被人体吸收，远不如肉食中血红素所含的铁那么好利用。另一种是由于缺乏维生素B12导致的巨红细胞性贫血。B12只存在于肉类、蛋、奶制品等动物性食物中，植物性食物没有。缺乏维生素B12还能导致神经系统的疾病。
当然，现在的素食者可以通过服用维生素制剂来避免营养不良了，这恰恰说明了素食不是一种自然的饮食方式。不管是从人类的进化，还是从人体的构造、生理来看，人都是一种杂食性动物。素食者出于信仰而折磨自己倒也罢了，要为此寻找科学依据却是经不起推敲的。过多地摄入动物性食物对健康也不利，例如动物性食物往往含有较多的饱和脂肪酸和胆固醇，增加了心血管疾病的风险。红肉中的血红素铁在消化道内有可能转化成致癌物N-亚硝基化合物，增加患结肠癌的风险。但是因此一概排斥动物性食物是不智的。均衡的饮食，包括动物性和植物性食物的合理搭配，才是健康饮食之道。
