长臂猿是中国长江流域特有的灵长类动物，其高亢连贯的啼鸣声可达数里之外，与"猿声啼不住"的描述高度吻合。《水经》记载三峡"猿鸣至清，山谷传响，泠泠不绝"，明确指出猿声具有穿透力强、持续不断的特点，这与长臂猿清晨鸣叫的习性全一致。
历史上三峡地区曾是长臂猿的重要栖息地。考古发现显示，战国至秦汉时期长江流域长臂猿分布广泛，直至唐宋时期仍有频繁活动记载。李白途经三峡时，正值气候温暖期，长臂猿种群数量稳定，为"两岸猿声"提供了生态基础。而现代猕猴等猴类的叫声短促杂乱，在传播距离与声效上均法达到诗中描绘的境界。
从文化意象来看，古典诗词中的"猿啼"多与长臂猿相关。杜甫"风急天高猿啸哀"、郦道元"猿鸣三声泪沾裳"等名句，均以猿声烘托悲凉氛围，这种文学传统中的"猿"特指长臂猿。其悠长凄厉的鸣叫与三峡险峻的地理环境形成强烈呼应，成为文人抒发羁旅情怀的经典意象。
随着生态环境变迁，长臂猿在三峡地区已绝迹，但李白笔下"两岸猿声"的意境通过文学传承至今。这一意象不仅是对自然现象的真实记录，更凝聚着古人对长江生态的细腻观察，为当代研究物种分布变迁提供了珍贵的文化参照。