Les ossements de Solutré n'appartiennent pas tous au même type d'équidé, et plusieurs théories ont été émises.
La plupart des ossements ont été attribués à Equus caballus gallicus, une sous-espèce de taille inférieure à celle d’Equus caballus germanicus et présentant une morphologie différente avec des caractères caballins mieux affirmés sur sa denture.
Il semblerait qu'Equus caballus gallicus soit apparu dans la région de Solutré durant la seconde moitié du Würm III, comme successeur d’Equus caballus germanicus qui arpentait ces régions depuis le Würm II. Il était plus petit et léger que ce dernier, d'une hauteur de 1,40 m en moyenne, doté de sabots larges et d'une tête courte et volumineuse pourvue de dents robustes, reposant sur une encolure courte et large. Il est ensuite possible qu'une nouvelle espèce mieux adaptée aux contraintes climatiques ait succédé à Equus caballus gallicus à la fin du Würm IV.
Plus récemment, de nouvelles études ont montré qu'une autre sous-espèce plus petite encore était présente dans les niveaux magdaléniens de Solutré : Equus caballus arcelini.
Certains auteurs ont également rapproché les chevaux de Solutré de l'espèce Equus ferus, une espèce distincte de celle du cheval domestique.
Le « cheval de Solutré » est fréquemment cité dans la généalogie de races chevalines modernes qui sont censées l'avoir pour ancêtre.
Le professeur Toussaint a rapproché les ossements découverts du cheval de Camargue. Il découvrit un an plus tard un squelette de cheval près d’Arles, qu'il vit comme « de forme solutréenne » et le mentionna comme le plus ancien témoignage direct d'un ancêtre du cheval camarguais.
Cette théorie est toujours largement relayée par bon nombre d'ouvrages de vulgarisation récents parus en 2006 ou 2008. Suivant cette logique, le cheval de Solutré, qui vivait il y a 20 000 ans dans le bassin de la Saône, aurait longé la vallée du Rhône pour s'installer dans les étendues de Camargue il y a 10 000 ans.
En 1874, André Sanson considérait le cheval de Solutré comme l'ancêtre direct du cheval Ardennais, mais cette théorie a été infirmée par les recherches menées à l'université d'Uppsala sur les origines des chevaux domestiques, qui voient plutôt l'Ardennais comme un descendant du cheval des forêts (Equus caballus germanicus).
L'Ardennais (et par conséquent l'Auxois et le trait du Nord, qui sont issus de croisements avec ce dernier) sont toujours fréquemment cités comme des descendants du cheval de Solutré, mais rien ne prouve que les chevaux du site de Solutré aient migré vers les Ardennes. On peut voir ceci comme un mythe fondateur.