La taxonomie, la science de la classification des organismes, est basée sur la phylogénie. La phylogénie tente d'établir l'histoire évolutive d'une espèce, et la taxonomie classe les organismes selon cette histoire.
La clé de l'étude de la phylogénie est la théorie selon laquelle différents types d'espèces modernes descendent d'un ancêtre commun. Ces enregistrements sont déterminés par des hypothèses de relation étayées par des preuves provenant d'enregistrements fossiles, de tests ADN et de recherches dans les domaines de la paléontologie, de l'anatomie comparée, de l'embryologie comparée et de la génétique moléculaire. Les résultats sont organisés en tableaux qui ressemblent à des arbres généalogiques standard et forment la base de l'« arbre de vie » scientifique. La taxonomie classe et nomme les organismes en fonction de leur place dans cet arbre.
Les premières formes de classification taxonomique regroupaient les organismes uniquement sur la base de caractéristiques physiques communes et n'avaient aucune base scientifique réelle. Alors que certaines hypothèses modernes proviennent de la même manière, de telles idées sont testées pour déterminer si ces similitudes sont basées sur l'adaptation d'un organisme à son environnement ou si elles sont le résultat d'un héritage d'un ancêtre commun.
Les premières formes de taxonomie basées sur des caractéristiques physiques partagées, indépendamment de l'ascendance, ont évolué vers la cladistique moderne. Cette science suppose également des relations évolutives, mais ne suppose pas que des caractéristiques partagées par deux espèces apparentées existaient nécessairement dans l'organisme dont l'espèce est originaire.
