Phôi thai học so sánh ủng hộ thuyết tiến hóa vì các nhà khoa học nhận thấy rằng phôi thai của nhiều loài khác nhau thể hiện những điểm tương đồng, điều này có nghĩa là chúng có chung một nguồn gốc. Ví dụ: ở người, phôi thai trải qua một giai đoạn trong đó nó có cấu tạo mang tương tự như của cá. Phôi thai của con người cũng có đuôi, giống như các loài linh trưởng khác, mặc dù đuôi thường được hấp thụ lại trước khi sinh, và điều này cho thấy rằng, mặc dù hình thức trưởng thành của chúng khác nhau, những loài khác nhau này đều có chung một tổ tiên.
Hơn nữa, phôi thai đóng vai trò như một mô hình thu nhỏ cho quá trình tiến hóa. Phôi thai trải qua nhiều giai đoạn tiến hóa cho đến khi đạt đến dạng trưởng thành.
Mặc dù sự xuất hiện của các đặc điểm tổ tiên trong phôi của nhiều sinh vật được ghi chép đầy đủ và có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa của một loài, một nỗ lực ban đầu nhằm đưa ra những điểm tương đồng trực tiếp giữa sự phát triển của phôi (ontogeny) và sự phát triển của nó loài (phát sinh loài), được gọi là Thuyết tái tạo, được nhiều người tin rằng đã bị mất uy tín bởi khoa học sau này.
