Vertaileva fysiologia on evoluutiofysiologian osa, joka tutkii eläinten eri edustajien toimintojen yhtäläisyyksiä ja eroja selvittääkseen toimintojen muutosten tai uusien toimintojen syntymisen syitä ja yleisiä lakeja.
Vertailevan fysiologian avulla voimme ymmärtää, kuinka eri toiminnot muuttuvat evoluution aikana ja miten niitä voidaan käyttää parantamaan eläinten elämää. Se auttaa myös ymmärtämään, mitä prosesseja kehossa tapahtuu ja miten nämä prosessit vaikuttavat sen toimintaan.
Eri eläinlajien toimintojen vertailu voi auttaa selvittämään, mitkä toiminnot ovat lajin selviytymisen ja lisääntymisen kannalta tärkeimpiä ja mitä toimintoja voidaan muokata elinolojen parantamiseksi.
Esimerkiksi vertaileva fysiologia voi auttaa ymmärtämään, miksi joillakin eläimillä on pitkä kaula tai terävät hampaat, kun taas toisilla on lyhyt kaula tai tylsät hampaat. Tämä voi johtua siitä, että pitkät kaulat auttavat eläimiä pääsemään korkeisiin paikkoihin ja terävät hampaat auttavat niitä metsästämään suurempia saalista.
Lisäksi vertailevan fysiologian avulla voidaan kehittää uusia hoitomuotoja eläinten sairauksiin. Jos esimerkiksi tiedämme, mitkä toiminnot liittyvät tiettyihin sairauksiin, voimme kehittää lääkkeitä, jotka kohdistuvat näihin toimintoihin.
Yleisesti ottaen vertaileva fysiologia on tärkeä osa evoluutiofysiologiaa ja sillä on suuri merkitys eläinten elämän ymmärtämisessä ja sairauksien hoitojen kehittämisessä.
Evoluutiofysiologian osaa, joka tutkii eläinmaailman eri edustajien erilaisten toimintojen yhtäläisyyksiä ja eroja syiden, yleisten toimintojen muutosten tai niiden ilmenemisen tunnistamiseksi, kutsutaan aluksi vertailevaksi fysiologiaksi. Vertailevan fysiologian päätehtävänä on tunnistaa toiminnallisten perusteiden yhteisyys sukulaisissa eliölajeissa, mikä mahdollistaa tällaisten elämänmuotojen alkuperäpolkujen yhtenäisyyden perustelemisen. Tiettyjen fysiologian ilmentymien yhteisyys toimii pääkriteerinä elävien organismien väliselle suhteelle. Tältä osin kiinnostus fysiologian vertailevaa tutkimusta kohtaan kasvaa fylogeneesia koskevan tiedon kehittyessä, mikä johti integroivan tieteen - eläintieteellisen (fysiologisen) genetiikan - syntymiseen, joka yhdistää eläingenetiikan, sytologian ja fysiologian tiedot.