大马鹿的鹿属（"Cervus"）始祖最早出现在一千二百万年前的化石记录中，来自欧亚大陆的上新世期间，但北美洲的化石记录却要到更新世的冰河时期，牠们越过白令陆桥时，才有加拿大马鹿的踪迹。已绝种的大角鹿（"Megaloceros"）不是鹿属的一员，但仍是广泛鹿科（"Cervidae"）化石记录中最大的成员。2004年以前，由于其混种后代能够生育，马鹿和加拿大马鹿一直被视为是同一物种："Cervus elaphus"。近代的粒线体DNA检验，其使用了数百件马鹿、加拿大马鹿与其他鹿属的鹿科动物的样本，强烈显示加