Die Phylogenie befasst sich mit der evolutionären Diversifikation von Organismen oder Gruppen von Organismen. Eine Gruppe von Organismen mit einem gemeinsamen Namen wird als Taxon bezeichnet. Taxa können verschiedene Ebenen der evolutionären Hierarchie durchspannen. Zum Beispiel ist die Gruppe, in der alle Vögel enthalten sind, ein Taxon (mit der Klasse Aves). Auch die Gruppe aller Gänseblümchenarten (die Gattung Bellis) ist ein Taxon. Phylogenien können auch nur eine einzige Gattung enthalten (d.h. Artbeziehungen darstellen) oder ein ganzes Königreich umfassen.

Typischerweise wird die Phylogenie in Form eines Baums dargestellt. Jedes relevante Taxon wird an der Spitze des Zweiges dargestellt, während Äste die Beziehung zwischen diesen Taxa darstellen. Nahe verwandte Taxa haben einen größeren Teil des Genoms gemein. Sie besitzen also in der Regel morphologische Ähnlichkeiten. Zwillingstaxa teilen sich einen unmittelbaren gemeinsamen Vorfahren, der durch einen gemeinsamen Knoten repräsentiert wird.

Knoten im Baum stellen ein morphologisches Merkmal oder eine molekulare Veränderung dar, die die Taxa unterscheidet. Alle Taxa, welche direkt mit einem bestimmten Knoten verbunden sind, haben einen gemeinsamen Vorfahren. Daher ist die Wurzel des Baumes der gemeinsame Vorfahre aller Taxa in dem Baum. Ein Baum ohne Wurzel repräsentiert die Verwandtschaft der Taxa, liefert aber keine Informationen über gemeinsame Vorfahren.

Die Länge der Äste eines Baumes kann von Bedeutung sein oder auch nicht. In einem skalierten Baum kann die Länge der Äste entweder die Zeit oder die Anzahl der Veränderungen repräsentieren, die seit der Entwicklung der Taxa von einem gemeinsamen Vorfahren stattgefunden haben.