在《西游记》中，我们看到了一个形象丰满，有血有肉的孙悟空形象，曾有很多学者孜孜不倦地去探求孙悟空这一形象的来源，国内首先探求孙悟空形象的可追溯到胡适和鲁迅。鲁迅认为孙悟空这一形象源出唐朝时李公佐《古岳渎经》中所写的淮涡水神“无支祁”，书中描写其“形若猿猴，缩鼻高额，青躯白首，金目雪牙，颈伸百尺，力逾九象”，与孙悟空的形象极为相似；而胡适则认为“这个神通广大的猴子不是国货，乃是一件从印度进口的”，与印度史诗《罗摩衍那》中哈奴曼的神猴形象有相似，其变化无穷，神通广大亦与孙悟空有相通之处。
而在《西游记》中孙悟空的形象最早可追溯到唐代《大唐三藏取经诗话》，书中白衣秀士猴行者便是世德堂本《西游记》中孙悟空的原型，此时的猴行者自称“花果山紫云洞八万四千铜头铁额猕猴王”，与唐僧的关系则是相助唐僧西天取经，充当唐僧西去路上的向导，虽然猴行者变化多端但其身上的猴性与妖性并没有太多的显现，与唐僧相伴的一路上仍然是以人的形象出现，并显示出儒家的一套行为规范，吟诗作赋，见识广博，儒雅非凡。人性与猴性并没有在猴行者的身上得到统一。
此时的猴行者不仅形象上前后矛盾，缺乏统一，而且在思想的塑造上也表现出不够成熟，不具有后世所看到的叛逆的，反抗的，要求强烈平等意识的孙悟空形象。每一次的“犯上作乱”（偷西王母的蟠桃），都会被神仙收服，并且使其诚有悔过之意，磕头求饶。西去取经的途中每一次遭遇危险，并不是凭借其自身本领，勇敢与机智渡过难关，而是大喊天王“救命”，依靠大梵天王所赠法宝化解磨难。
到了元明杂剧时，猴行者的形象却变作了与《西游记》中猪八戒一般无二的贪吃好色的猴精。《清平山堂话本》中的《陈巡检梅岭失妻记》，有对齐天大圣白猿精的描写，此时的白猿精并没有我们所看到的人的一面，而是着重描写其妖与猴的特性，他有着高深的道行，长生不老，神通广大，管辖一方，而作者却没有赋予他特殊的意义，他拥有高强的本领只是掳走了陈巡检的妻子，他上天宫偷仙酒仙桃乃是为了哄女子开心，这与我们在《西游记》中看到的妖怪又有何异！他没有取经这些正义的事业，也没有任何的雄心壮志，在此我们只是看到了一个有着人的诉求的猿猴精。
《西游记》杂剧中，孙悟空身上的妖性依然浓厚，当唐僧将他从花果山上就下后，并不是像吴承恩书中所写的那样怀有感恩之心：“只见那猴早到了三藏马前，赤淋淋跪下……对三藏拜了四拜，急起身”，而是暗自咒骂到“好个胖和尚, 到前面吃得我一顿饱”。同时他也依然难忘美色，生性风流，摄取了“金鼎国王之女”为妻 , 而且在西天取经路过女人国时，被美女缠住，便起了“凡心”。途径火焰山时，看到铁扇公主的美貌，竟起了邪念，说出调戏之语，意欲与公主婚配，才使得铁扇公主一怒之下不肯将芭蕉扇借予唐僧师徒。不过，杂剧《西游记》中出现了黑猪精，为世德堂本《西游记》的猪八戒形象做了铺垫，也使得孙悟空身上好色的一面逐渐转移在了猪八戒身上。
《西游记》杂剧中，孙悟空虽然也有万千变化的神通，仍然不敌神佛，被观音压在花果山下，更是每遇神佛态度恭敬，他的大闹天宫纯粹是为了享乐，偷喝仙酒，偷吃蟠桃，盗取仙丹，这是好奇心驱使下的一系列行为，并没有什么明确的目的，所以当被天兵天将擒拿时，立马磕头求饶，显然这时的孙悟空也没有反强权、争自由的精神，传统的封建道德纲常伦理依然根深蒂固，这俨然成为了一个传统封建道德与宗教观念下的屈服者。
直至明万历年间世德堂本《西游记》出世，孙悟空这一形象才得到真正的丰满，作者为我们塑造了一个有勇有谋，千变万化，神通广大，追求自由平等，反对强权政治的鲜明英雄形象。他的大闹天宫不再是满足口腹之欲，书中交代了前因后果，正是由于玉皇大帝将本领高强的孙悟空先随意打发了一个弼马温的官职，后又不给他实权，怕他再生事端，而让他去管理蟠桃园，这对于天生以桃裹腹的孙悟空来说，简直荒唐可笑，处处透露处玉帝的昏庸无能的可笑的行径。正是由于玉帝不会用人，不能人尽其才，物尽其用才致使孙悟空最终大闹天宫，这莫不是对当时社会政治现实的一种辛辣讽刺与尖锐批判！
书中孙悟空的天生“反性”更展现的淋漓尽致，他敢于讥刺“圣僧”玄奘,笑他是“脓包”,腹谤观音,说“该她一世无夫”;奚落如来,称他是“妖精的外甥”。嘲弄龙王,叫他是“带角的蚯蚓,有鳞的泥鳅”,无视玉帝的威严,到灵霄宝殿查问妖怪的来历,高兴时,对玉帝“唱个大诺道:‘老官儿,累你:累你!’”着恼时,“问他个钳束不严”。至于太上老君一类的道祖,那就更是他常开玩笑的对象。
直到这时，人性、神性、妖性三者才在孙悟空的身上得到了集中体现，在须菩提处的修行使他通法性固根源，与后来西行途中感恩图报，惩恶扬善有莫大关系，诚然是当代理想中的英雄侠士，孙悟空的一举一动都像个猴子这又与他的外貌相称，若说大闹天宫是他妖魔本性的爆发，那么五百年来五行山下则逐渐化解掉了他吝气，纵然有神通广大的本领也要戴上紧箍，在社会的框架制度内行事并用其本事来澄清玉宇巩固封建统治秩序。
孙悟空的形象是在逐代积累中完成的，他由妖猴蜕变为英雄的过程则是中华民族对心目中理想英雄与真实英雄间的深深思考，正如林庚先生所说孙悟空是明代“新兴市民阶层的英雄”，但在他的身上仍不免打上了时代深深的烙印，时代的局限和阶级的局限，让他成为了一个矛盾体。总的来说，孙悟空这一形象在中华传统文化的熏染之下，越来越深入人心，近些年来不乏与之相关的优秀的影视剧作，他仍是传统文化意蕴与社会价值凝结下的一个优秀的民族英雄，值得我们骄傲并为之歌颂！