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民族学者刘尧汉从彝族的图腾遗迹，反推“十二兽历”的来源，桂西彝和毛道彝的十二兽历法将人与纪历十二兽同列，“是原始人人兽不分的思想意识在现实的遗留”。彝族仍用十二兽历纪日并用于集市之名（如虎街、兔街）。《史记·五帝本纪》记述黄帝“教熊罴貔貅躯虎，以与炎帝战于阪泉之野”，文中所言是各部落图腾，绝非真有降龙伏虎本领。十二生肖来源于原始社会的图腾崇拜，成令人信服的学说。
外来说：明代赵翼在《陔余丛考》中，“盖北俗初无所谓子丑寅卯之十二辰，但以鼠牛虎兔之类分纪岁时，浸寻流传于华夏，遂相沿不废耳”，认定生肖的外来性质。
郭沫若在《释干支》中，认为生肖源于巴比伦的黄道十二宫，汉代西域诸国仿十二宫而造十二生肖。古希腊、古埃及、巴比伦等古国也有类似的十二生肖，仅动物不同，由此生肖也许并非起源于华夏。但秦简的出土推翻此说，世界各国都有类似的动物崇拜，反加强图腾说的合理性。
生肖取数十二，暗合古人对自然现象的归纳性认识。
华夏先民感受到寒暑交替，植物枯荣的周期，以之为“一岁”。月亮的盈亏周期也与“岁”相关——十二次月圆正好一岁。用木星作为年的周期，“岁星”绕行一圈刚好十二年。《周礼·春官·冯相氏》云：“掌十有二岁、十有二月、十有二辰”，除计年计月，十二也用做计量时辰。
十二也经常用于其他方面。《左传·哀公七年》中载，“周之王也，制札上物，不过十二。以为天之大数也。” 《国语·晋语四》记，“黄帝之子二十五宗，其得姓者十四人，为十二姓”。 《后汉书·苟爽传》云：“故天子娶十二妇，天之数也。诸侯以下各有等差。”
“十二天象”又是古代对天气的统称，即暗、阴、雨、雪、冰、雾、露、霜、风、沙、雷、电；”十二经脉”是中医对人体经络的认知；古代音乐有“十二律”；饮食有“十二食”；穿衣有“十二衣”……
生肖动物秉性各异，古今学者一直对其选取和排列提出众多观点，但每种观点又难以自圆其说。
民间故事说：轩辕黄帝要选十二动物担任宫廷卫士，猫托老鼠报名，结果老鼠忘了，从此猫见老鼠就寻仇。原本推牛为首，老鼠偷偷爬上牛背占先机。虎和龙不服气，被封为山神和海神，排在牛的后面。兔子不服，要和龙赛跑，兔子跑到龙前面。狗不乐意，一气之下咬伤兔子，被罚倒数第一。蛇、马、羊、猴、鸡之间还经过一番较量，最后猪跑来占据末席。
该传说还解释生肖为何无猫。其实远古华夏无猫，家猫传入华夏时生肖早已形成。这个近似于儿童故事的传说，远不是对问题的科学解释。
动物习性说：刘献延《广阳杂记》引李长卿《松霞馆赘言》：子何以属鼠也？曰：天开于子，不耗则其气不开。鼠，耗虫也。于是夜尚未央，正鼠得令之候，故子属鼠。地辟于丑，而牛则开地之物也，故丑属牛。人生于寅，有生则有杀。杀人者，虎也，又，寅者，畏也。可畏莫若虎，故寅属虎。卯者，日出之候。日本离体，而中含太阴玉兔之精，故卯属兔。辰者，三月之卦，正群龙行雨之时，故辰属龙。巳者，四月之卦，于时草茂，而蛇得其所。又，巳时蛇不上道，故属蛇。午者，阳极而一阴甫生。马者，至健而不离地，阴类也，故午属马。羊啃未时之草而苗，故未属羊。申时，日落而猿啼，且申臂也，譬之气数，将乱则狂作横行，故申属猴。酉者，月出之时，月本坎体，而中含太阳金鸡之精，故酉属鸡。戌时方夜，而犬则司夜之物也，故戌属犬。亥者，天地混沌之时，如百果含生意于核中，猪则饮食之外无一所知，故亥属猪。
五行阴阳说：明代叶子奇在《草木子》指出，十二种动物被安排是因为形体缺憾。
“术家以十二肖配十二辰，每肖各有不足之形焉，如鼠无牙、牛无齿、虎无脾、兔无唇、龙无耳、蛇无足、马无胆、羊无神、猴无臀、鸡无肾、犬无肠、猪无筋，人则无不足也。”
但明代学者朗瑛在《七类修稿》反驳：“庶物岂止十二不全者？”他提出“地支在下”，别阴阳当看足趾数目。鼠前足四爪，偶数为阴，后足五爪，奇数为阳。子时前半部为前夜之阴，后半部为当天之阳，正好用鼠来象征子。牛、羊、猪蹄分，鸡四爪，再加兔缺唇且四爪、蛇舌分，六者均应合着偶数，属阴，占六地支。虎五爪，龙五爪，猴、狗也五爪，马蹄圆而不分，均为奇数，属阳，连同属阳的鼠，占六地支。
十二生肖雕塑：阴阳学说解释生肖排序并非朗瑛创见，宋朝学者洪早在《旸谷漫录》中已有类似观点。朗瑛还将动物性情和阴阳学说相结合，把排序原因具体化：“如子为阴极，幽潜陷晦，以鼠配之；鼠藏迹也。午为阳极，显明刚健．以马配之；马快行也。丑为阴也，俯而慈爱生焉，以牛配之；牛有舐犊。未为阳也，仰而秉礼行焉，以羊配之；羊有跪乳。寅为三阳，阳胜则暴，以虎配之；虎性暴也。申为三阴，阴胜则黠，以猴配之；格性黠也。日生东而有西酉之鸡．月生西而有东卯之兔，此阴阳交感之义，故曰卯酉为日月之私门。今兔舐雄毛则成孕，鸡合踏而无形，皆感而不交者也。故卯酉属兔鸡。辰巳阳起而动作．龙为盛，蛇次之，故龙蛇配焉。龙蛇，变化之物也。戌亥阴敛而潜寂，狗司夜，猪镇静，故狗猪配焉。狗猪，持守之物也。”
佛教说：《法苑珠林》引《大集经》：“阎浮提外，四方海中，有十二兽，并是菩萨化导。人道初生，当菩萨住窟，即属此兽护持、得益，故汉地十二辰依此行也”。但佛教于东汉才传入，此说不攻自破……