关于十二生肖的由来，主要有以下几种说法：
- 天象星宿说：中国古代将黄道与赤道附近的恒星分为“二十八星宿”，部分星宿像或由十二生肖中的动物代表，所以有人认为十二生肖源于二十八星宿，不过也有学者认为是先有十二生肖后有二十八星宿动物，但生肖动物与天文有关是不可否认的。
- 木星运行说：古人认为木星在黄道上运行，十二年为一循环，每一循环命为一支，即子、丑、寅、卯等十二支。不同年份地球生态会因木星周期运行而变化，适合不同动物生存，如子年、丑年风调雨顺适合鼠、牛生长，之后水灾多适合龙、蛇生长。不同年份出生的人若模仿当年适于生长的动物，有益于成长，这些动物便成为其生肖动物，由此认为十二生肖起源于木星运行周期的影响。
- 图腾崇拜说：图腾是远古时期人们敬拜的某种动物或植物，多为动物，人们认为其与自己的部落或祖先有特殊关系，当作本氏族的徽号或名称。由于人们崇拜的动物基本与十二生肖相同，所以有人认为十二生肖是原始图腾崇拜的延伸。
- 生活起源说：古代中国黄河流域和长江流域生存着鼠、虎、蛇等动物，与人们日常生活密切相关，如“六畜”牛、马、羊等。地支字与生肖字的对应关系可能来自人们对动物生活的观察，东汉学者许慎等人称“巳”字为蛇的象形，“亥”字为猪的象形，近人研究甲骨文和金文也发现某些地支字和生肖字字形相近或同源。
此外，关于十二生肖的起源还有外来说，有学者认为中国的十二生肖是外来文化传播的结果，起源于突厥、印度或古巴比伦等地，但近年来睡虎地秦简、放马滩秦简等出土文物中关于十二生肖的记载让大多数学者坚信其是本土文化产物。
关于十二生肖的排序依据，也有多种说法：
- 趾爪奇偶说：明代大学者郎瑛提出，根据阴阳学说与动物脚爪、舌头的奇偶确定。奇数为阳，偶数为阴。子时横跨两日，前阴后阳，老鼠前爪四趾后爪五趾，与之相配；牛、羊等偶蹄动物及鸡爪有四趾、兔子四趾、蛇舌头分叉等算偶数，占地支中属阴的六项；虎爪、龙爪等五趾及马蹄无分趾算奇数，占地支中属阳的其余五项。
- 动物习性说：宋代学者朱熹认为，根据每天动物活动的时间确定。如子时老鼠出来活动，丑时牛反刍，寅时老虎醒了活动等。明末文人李长卿则认为，根据它们在创世中的作用确定。如子时鼠咬开混沌的气，天地开辟，所以“子”属鼠；牛耕使大地回春，万物生长，所以“丑”属牛等。
- 神话传说：如黄帝选定传说，黄帝要挑选十二种动物纪年计时，命仓颉负责，老鼠因救黄帝一命被选入并排在首位，其余动物依次排列，猫被淘汰；还有玉帝挑选传说，玉帝挑选出牛、马等十二种动物为生肖，在排次序时，老鼠称自己比牛大，经玉帝让其到人间验证后，老鼠替代牛成为第一等。
十二生肖的传说故事
以下是一些常见的十二生肖传说故事：
玉皇大帝选拔说
混沌初分，天干地支刚定时，玉皇大帝下令普召天下动物，要按子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二地支选拔十二个属相。
当时，花猫和老鼠是相好的朋友，花猫嘱咐老鼠明日五更去天庭应选时叫醒自己，可老鼠却偷偷早起独自前往。
灵霄宝殿上禽兽云集，玉帝单挑了龙、虎、牛、马、羊、猴、鸡、狗、猪、兔、蛇、鼠十二种水陆兽类作十二属相。公鸡当时长着两只美丽的角，也被列入兽类里。
玉帝让黑猪来为大家依次排位。大家起初推选温和、宽厚的老黄牛居首位，老鼠却提出抗议，要到人间比试，让百姓评论。结果，老鼠爬到牛背上，人们纷纷喊“好大的老鼠”，于是老鼠排在了老牛前面。
老虎和苍龙不服，被推选为山中之王和渔中之王，统管天下，它们便甘居老鼠和老黄牛之后。野兔又出来搅局，要与苍龙比赛跑，在猎狗的裁判下，野兔因苍龙角被树藤挂住而获胜，排在了苍龙之前老虎之后。
狗因与鸡不和，帮野兔作弊，被野兔嘲笑后，与野兔赛跑并吃掉了野兔，自己也受了处分，被排到最后头。
苍龙比赛失败后，公鸡向它讨回角，龙却不肯还，公鸡每天天不亮就起来盼望龙还角。
剩下猴、蛇、马、羊、猪的排位没确定，猪又煽动大家到人间进行杂技表演测验。青蛇在红马的帮助下做了龙衣，行走灵敏美观；猴子因山羊不热心帮忙，仍光着屁股。比赛时，青蛇表演精彩，猴子表演“倒挂竹帘”时出丑，结果青蛇和红马排在前头，山羊和猴子排在后头。
黑猪把自己写在最前头，玉帝见了，把它的名字勾掉填在最后头。于是，玉帝让太白金星按地支排写成：子鼠、丑牛、寅虎、卯兔、辰龙、巳蛇、午马、未羊、申猴、酉鸡、戌狗、亥猪十二生辰表，并降下谕旨，令值日功曹到人间发布。
动物渡河竞赛说
玉皇大帝决定举办一场渡河竞赛，选十二种动物作为属相代表地支，前十二名到达终点的动物将成为生肖。
老鼠很聪明，它找到牛作为交通工具，在快到终点时跳到牛前，成为第一名。而猪因为迟到，成为了最后一名。
还有传说提到，龙原本可以飞得很快，但中途停下来降雨救火，因此耽误了时间，只排在了第五位。兔子在竞赛中跑得很快，过河时却被乌龟超过，它跳上一块木头，结果木头是龙的化身，龙把兔子带到对岸，兔子因害怕弄断了尾巴。羊、猴和鸡在竞赛中相互帮助，共同渡河，所以它们在生肖中的排名紧挨着。狗原本跑得也快，但因忠诚停下来帮助人，所以排名第十。