Phân loại học, khoa học phân loại sinh vật, dựa trên phát sinh loài. Phát sinh loài cố gắng thiết lập lịch sử tiến hóa của một loài và phân loại học phân loại các sinh vật theo lịch sử này.
Chìa khóa của nghiên cứu về phát sinh loài là lý thuyết cho rằng các loại loài hiện đại khác nhau là hậu duệ của một tổ tiên chung. Những hồ sơ như vậy được xác định bằng các giả thuyết về mối quan hệ được hỗ trợ bởi bằng chứng từ hồ sơ hóa thạch, xét nghiệm DNA và nghiên cứu từ các lĩnh vực cổ sinh vật học, giải phẫu so sánh, phôi học so sánh và di truyền học phân tử. Các kết quả được sắp xếp thành các biểu đồ giống với cây họ tiêu chuẩn và tạo cơ sở cho "cây sự sống" khoa học. Phân loại học phân loại và đặt tên cho các sinh vật dựa trên vị trí của chúng trong cây này.
Các hình thức phân loại ban đầu của phân loại sinh vật được nhóm lại chỉ dựa trên các đặc điểm vật lý chung và không có cơ sở khoa học thực sự. Mặc dù một số giả thuyết hiện đại bắt nguồn theo cách tương tự, nhưng những ý tưởng đó được kiểm tra để xác định xem liệu những điểm tương đồng đó có dựa trên sự thích nghi của một sinh vật với môi trường của nó hay không hay chúng là kết quả của sự kế thừa từ tổ tiên chung.
Các hình thức phân loại sớm nhất dựa trên các đặc điểm vật lý chung, không phân biệt tổ tiên, đã phát triển thành cladistics hiện đại. Khoa học này cũng giả định các mối quan hệ tiến hóa, nhưng không giả định rằng các đặc điểm chung của hai loài có liên quan nhất thiết phải tồn tại trong sinh vật mà loài đó bắt nguồn.