Các cơ quan ở các loài khác nhau được gọi là tương đồng nếu chúng được bắt nguồn từ cùng một cơ quan ở loài tổ tiên mặc dù hiện tại, các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác nhau.
Cơ quan thoái hoá cũng là cơ quan tương đồng vì chúng bắt nguồn từ một cơ quan ở một loài tổ tiên nhưng nay không còn chức năng hoặc chứng năng bị tiêu giảm. Ví dụ: nhiều loài rắn vẫn còn dấu vết của các chi ở dạng cơ quan thoái hoá. Xương cùng, ruột thừa và răng khôn ở người cũng được xem là cơ quan thoái hoá.
Những cơ quan thực hiện các chức năng như nhau nhưng không bắt nguồn từ một nguồn gốc được gọi là cơ quan tương tự.
Sự tương đồng về nhiều đặc điểm giải phẫu giữa các loài là những bằng chứng gián tiếp cho thấy các loài sinh vật hiện nay được tiến hoá từ một tổ tiên chung.
Nghiên cứu quá trình phát triển phôi của nhiều lớp động vật vào đấu thế kỉ XIX, V. Berơ (Baer) và Hêcken (Haeckel) đã nhận thấy các loài có đặc điểm ở giai đoạn tưởng thành rất khác nhau lại có thể có các giai đoạn phát triển phôi rất giống nhau.
Ví dụ, phôi của cá, kì giông, rùa, gà cho tới các loài động vật có vú kể cả người, đều trải qua giai đoạn có các khe mang; hay tim phôi trong giai đoạn phôi của các loài động vật có vú lúc đầu cũng có 2 ngăn như tim cá, sau đó mới phát triển thành 4 ngăn. Các loài có họ hàng càng gần gũi thì sự phát triển phôi của chúng càng giống nhau và ngược lại.
Địa lí sinh vật học là môn khoa học nghiên cứu về sự phân bố địa lí của các loài trên Trái Đất. Các kết quả nghiên cứu về sự phân bố của các loài đã diệt vong cũng như các loài đang tồn tại có thể cung cấp bằng chứng cho thấy các loài sinh vật đều bắt nguồn từ tổ tiên chung.
Đacuyn là người đầu tiên nhận ra rằng các loài sinh vật trên các hòn đảo có nhiều đặc điểm giống với các loài trên đất liền gần kề nhất với đảo hơn là giống với các loài ở các nơi khác trên Trái Đất mà có cùng điều kiện khí hậu. Sự gần gũi về mặt địa lí giúp các loài dễ phát tán các loài con cháu của mình. Vì thế, sự giống nhau giữa các sinh vật chủ yếu là do chúng có chung một nguồn gốc hơn là do chúng sống trong những môi trường giống nhau. Trong một số trường hợp, sự giống nhau về một số đặc điểm giữa các loài không có họ hàng gần sống ở những nơi rất xa nhau là do kết quả của quá trình tiến hoá hội tụ (đồng quy). Do điều kiện sống giống nhau nên CLTN đã hình thành nên những quần thể sinh vật với đặc điểm thích nghi giống nhau mặc dù chúng không có họ hàng trực tiếp với nhau.
Phân tích trình tự các axit amin của cùng một loại prôtêin hay trình tự các nuclêôtit của cùng một gen ở các loài khác nhau có thể cho ta biết mối quan hệ họ hàng giữa các loài. Những loài có quan hệ họ hàng càng gần thì trình tự các axit amin hay trình tự nuclêôtit càng có xu hướng giống nhau và ngược lại. Lí do là các loài vừa mới tách ra từ một tổ tiên chung nên chưa đủ thời gian để CLTN có thể phân hoá tạo nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử.
Các tế bào của tất cả các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung một loại mã di truyền, đều cùng 20 axit amin để cấu trúc nên prôtêin,... chứng tỏ chúng tiến hoá từ một tổ tiên chung.
Bảng. Sự sai khác về các axit amin trong chuỗi hemôglôbin giữa các loài trong bộ Linh trưởng
| Các loài trong bộ Linh trưởng | Tinh tinh | Gôrila | Vượn Gibbon | Khỉ Rhezut | Khỉ sóc |
| Số axit amin khác so với người | 0 | 1 | 3 | 8 | 9 |
1. Sự tương đồng về một số đặc điểm giải phẫu giữa các loài là bằng chứng cho thấy chúng được tiến hoá từ một loài tổ tiên.
2. Sự tương đồng về quá trình phát triển phôi ở một số loài động vật có xương sống cũng gián tiếp chứng minh các loài này có chung một tổ tiên.
3. Nhiều loài phân bố ở các vùng địa lí khác nhau nhưng lại giống nhau về một số đặc điểm đã được chứng minh là chúng bắt nguồn từ một loài tổ tiên, sau đó phát tán sang các vùng khác. Điều này cũng cho thấy sự giống nhau giữa các loài chủ yếu là do có chung nguồn gốc hơn là do chịu sự tác động của môi trường.
4. Sự tương đồng về nhiều đặc điểm ở cấp phân tử và tế bào cũng cho thấy các loài trên Trái Đất đều có chung tổ tiên.
Sinh học 12