Salah satu pendekatan sejarah pertama untuk tujuan studi adalah klasifikasi makhluk hidup. Sudah di zaman Yunani diakui bahwa hewan tertentu lebih mirip satu sama lain; burung dengan burung, tanaman dengan tanaman, dll. dengan cara yang sama dalam setiap kelompok (burung atau tumbuhan misalnya), kita menemukan spesies yang lebih mirip satu sama lain. Dari upaya pertama untuk memahami dunia inilah taksonomi dan sistematika diciptakan. Hari ini, kita tahu bahwa kesamaan antara spesies sesuai dengan kekerabatan evolusioner, dan mengetahui taksonomi suatu spesies memiliki arti baru. Jadi, berkat klasifikasi hewan, kita dapat mengetahui bahwa manusia adalah chordata, vertebrata, mamalia, dan primata, karena mereka termasuk dalam derajat taksonomi.
Ada banyak sistem klasifikasi makhluk hidup. Namun, saat ini yang paling luas adalah yang membandingkan urutan DNA ribosom dan partikel genetik yang sangat terkonservasi dari waktu ke waktu. Jenis klasifikasi ini disebut filogenetik atau klavistik dan mencoba mencerminkan evolusi kelompok melalui hubungannya dengan kelompok taksonomi lainnya. Cara paling umum di mana jenis klasifikasi ini direpresentasikan secara grafis dalam kladogram. Cladogram sangat umum saat ini untuk mewakili evolusi tidak hanya proses biologis. Kladogram dimulai dari garis yang sama yang terbagi menjadi dua garis setiap kali peristiwa evolusi yang membedakan terjadi. Setiap cabang akan dibagi menjadi dua bagian secara bergantian setiap kali peristiwa evolusi terjadi lagi. Biasanya, kladogram mewakili nenek moyang evolusioner tertua dan umum di bagian bawah grafik dan panjang cabang mewakili waktu evolusioner yang telah berlalu dari satu peristiwa evolusioner pembeda ke peristiwa evolusi lainnya. Mereka sering direpresentasikan secara artistik sebagai cabang-cabang pohon yang muncul dari batangnya.
Dalam jenis klasifikasi ini, spesies dikelompokkan tergantung pada karakteristik yang mereka miliki. Karakteristik nenek moyang yang sama disebut pleisomorfik (seperti tangan nenek moyang evolusioner semua mamalia). Sedangkan ciri-ciri spesies saat ini disebut ciri-ciri apomorfik (yang dalam hal ini mengacu pada tangan, kuku, cakar, sirip, dan sayap dari mamalia yang berbeda).
Fakta memiliki pleisomorfi tidak cukup indikatif untuk membentuk kelompok taksonomi. Dalam kasus mamalia, tangan nenek moyang evolusioner juga ditemukan pada reptil, amfibi, dan burung. Di sisi lain, fakta bahwa semua mamalia minum susu ibu mereka selama perkembangan awal mereka (suatu sifat spesies saat ini atau karakteristik apomorfik) dapat digunakan untuk menetapkan mamalia sebagai kelompok yang terpisah dari vertebrata lainnya. Karakteristik ini adalah kebaruan evolusioner yang diturunkan dari sifat lain dari nenek moyang evolusionernya, sehingga memungkinkan generasi takson yang berbeda dari makhluk lain yang memiliki nenek moyang evolusioner yang sama.