Η φυλογένεση είναι η πλήρης εξελικτική ιστορία μιας ομάδας οργανισμών. Αυτή είναι μια επιστήμη που μελετά την προέλευση και τις σχέσεις ταξινομικών ομάδων οποιασδήποτε βαθμίδας.
Οι φυλογενετικές μελέτες μας επιτρέπουν να ανιχνεύσουμε την ανάπτυξη και την εξέλιξη των οργανισμών από τους προγόνους τους. Για την κατασκευή φυλογενετικών δέντρων χρησιμοποιούνται δεδομένα από τη συγκριτική μορφολογία, την εμβρυολογία, την παλαιοντολογία, τη γενετική και άλλους κλάδους. Η ανάλυση των εξελικτικών σχέσεων είναι σημαντική για την ταξινόμηση, καθώς καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του βαθμού σχέσης μεταξύ διαφορετικών ταξινομικών κατηγοριών.
Έτσι, η φυλογένεση μας επιτρέπει να πάρουμε μια ιδέα για τα μονοπάτια της εξελικτικής ανάπτυξης των ζωντανών οργανισμών και να ανασυνθέσουμε την ιστορική τους εξέλιξη από έναν κοινό πρόγονο στη σύγχρονη κατάσταση. Αυτή η γνώση είναι απαραίτητη για την κατανόηση των μηχανισμών της εξέλιξης και της βιολογικής ποικιλότητας στον πλανήτη μας.