Jednym z głównych założeń biologii jest to, że wszystkie formy życia mają wspólne pochodzenie oraz zmieniały się i rozwijały w procesie ewolucji (zobacz wspólne pochodzenie), co spowodowało owo uderzające podobieństwo jednostek i procesów opisanych w poprzedniej sekcji. Karol Darwin opracował teorię ewolucji jako potwierdzoną teorię poprzez sformułowanie jej siły napędowej - selekcji naturalnej (Alfred Russel Wallace jest uznawany za współodkrywcę tej teorii). Dryf genetyczny został objęty tą teorią jako dodatkowy mechanizm rozwoju ewolucyjnego we współczesnej (nowej) syntezie tej teorii.

Historia ewolucyjna gatunków, która opisuje charakterystykę różnych gatunków, ich pochodzenie razem z ich genealogicznymi powiązaniami z innymi gatunkami, nazywana jest ich filogenezą.

Informacje o filogenezie można pozyskiwać w zróżnicowany sposób. Między innymi są to porównania sekwencji DNA prowadzone przez biologię molekularną i genomikę oraz porównania skamielin lub innych zachowanych śladów dawnych organizmów żywych w paleontologii. Biologowie potrafią organizować i analizować powiązania ewolucyjne między organizmami za pomocą różnych metod, takich jak filogeneza, fenetyka i kladystyka. (Ważne wydarzenia w ewolucji życia, takie jakimi je obecnie biolodzy rozumieją, są streszczone na poniższym schemacie historii ewolucji).