Fylogeni (fra oldgræsk φῦλον - "stamme, klan" og γένεσις - "oprindelse") er en del af biologisk systematik, der studerer de evolutionære forhold mellem forskellige grupper af organismer og historien om deres udvikling.
Fylogeniens hovedopgave er rekonstruktionen af fylogenetiske træer, der afspejler de udledte evolutionære forhold mellem taxa. Til dette formål anvendes sammenlignende data om morfologi, embryologi, fysiologi, palæontologi og andre områder af biologi. I de seneste årtier er sammenligning af gen- og proteinsekvenser fra forskellige arter blevet af stor betydning i fylogenetiske rekonstruktioner.
Således giver fylogeni os mulighed for at rekonstruere den evolutionære historie for grupper af organismer og etablere graden af forhold mellem dem. Denne viden er vigtig for at forstå mekanismerne bag evolution og mangfoldighed af liv på Jorden.
Fylogenese er den naturlige sekvens af fremkomsten og udviklingen af organer og systemer i processen med evolution af levende organismer. Fylogenetisk udvikling sker i overensstemmelse med bevarelseslovene, men med tilstedeværelsen af overgange fra en strukturel og funktionel enhed til andre. Sættet af omarrangementer og fremkomsten af neoplasmer danner vejen for evolutionær udvikling af visse organer, systemer, organismer, startende fra begyndelsen og slutter med en eller anden funktion i en person. Essensen af fylogeni er, at mindre perfekte strukturer opstår først - det vil sige de første embryoner af organer - og derefter, over tid, dannes mere perfekte organer ud fra dem. For udviklingen af et organ er det nødvendigt, at alle de elementer, som organet udvikler sig fra, vises og dannes i embryonet.