Chim không bay đã tiến hóa trong nhiều loài chim khác nhau một cách độc lập. Cũng có những họ khác của những con chim không bay, chẳng hạn như loài Phorusrhacidae đã tuyệt chủng, đã phát triển thành các loài ăn thịt mạnh mẽ trên cạn. Những con chim này đều có hình dáng giống nhau như là chân dài, cổ dài và cái đầu lớn nhưng không ai trong số chúng có quan hệ gần gũi. Hơn nữa, chúng cũng có những đặc điểm là những con chim khổng lồ, không có chim có cánh, chân dài, và cổ dài, mặc dù chúng không liên quan.

Sự phân kỳ và tổn thất của các loài bay lượn trong phạm vi ranh giới không đều đã xảy ra sau khi sự kiện tuyệt chủng K-Pg đã quét sạch tất cả các loài khủng long không phải là chim và động vật có xương sống lớn 66 triệu năm trước. Việc di tản ngay lập tức sau sự tuyệt chủng hàng loạt đã tạo cơ hội cho Palaeognathe phân bố và chiếm các môi trường mới lạ. Các ảnh hưởng sinh thái mới đã gây áp lực một cách có chọn lọc các phân loại sinh học khác nhau để tiến hóa hội tụ vào các chế độ không có sự sống bằng cách thay đổi chúng về mặt hình thái và hành vi.

Các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt đã khô ráo khắp trái đất ở thế Miocen và biến thành sa mạc khô hạn và bán khô cằn khiến môi trường sống bị lây lan rộng rãi trên khắp các vùng đất khác nhau, ngày càng gia tăng và nhiều loài không cần bay có thể dễ dàng tiếp cận thức ăn bằng cách đi bộ. Những dấu vết của những sự kiện này được phản ánh trong việc phân bố ranh giới trên các đồng cỏ khô cằn và bán sa mạc ngày nay. Chủ nghĩa cực đoan và tình trạng không bay được hầu như chỉ có mối tương quan. Điều này phần lớn được quan sát thấy ở những hòn đảo thiếu động vật ăn thịt và sự cạnh tranh.

Tuy nhiên, các loài không bay chiếm cứ các môi trường chủ yếu là chiếm một lượng lớn các động vật có vú. Người ta cho rằng chúng lần đầu tiên có nguồn gốc từ sự phân bố do sự tan vỡ của siêu lục địa Gondwana. Tuy nhiên, những bằng chứng gần đây cho thấy giả thuyết này đầu tiên được đề xuất bởi Joel Cracraft vào năm 1974 là không chính xác. Hệ động vật New Zealand có nhiều loài chim không bay (bao gồm kiwi, một số loài chim cánh cụt và takahe) so với bất kỳ nước nào khác. Một lý do là cho đến khi con người đến gần một ngàn năm trước đây, không có kẻ săn bắt trên mặt đất to lớn ở New Zealand. Các loài ăn thịt chính của các loài chim không bay là những con chim lớn hơn.