La phylogénie concerne la diversification évolutive des organismes ou des groupes d’organismes. Un groupe d’organismes avec un nom est appelé un taxon. Les taxons peuvent s’étendre sur différents niveaux de la hiérarchie évolutive. Par exemple, le groupe contenant tous les oiseaux est un taxon (comprenant la classe Aves), et le groupe de toutes les espèces de marguerites (le genre Bellis) est un taxon. Les phylogénies peuvent également inclure un seul genre (c.-à-d. représenter des relations avec les espèces) ou s’étendre à un règne entier.

Typiquement, la phylogénie est représentée par un arbre. Chaque taxon d’intérêt est représenté à la pointe de la branche, et les branches représentent la relation entre ces taxons. Les taxons étroitement apparentés partagent une plus grande partie de leur génome, ce qui entraîne des similitudes morphologiques. Les taxons frères partagent un ancêtre commun immédiat, représenté par un nœud partagé.

Les nœuds de l’arbre représentent une caractéristique morphologique ou un changement moléculaire qui différencie les taxons. Tous les taxons qui se connectent directement à un nœud spécifique partagent un ancêtre commun récent. Par conséquent, la racine de l’arbre est l’ancêtre que partagent tous les taxons dans l’arbre. Un arbre sans racine représente la relation des taxons mais ne fournit pas d’informations sur l’ancêtre commun partagé.

La longueur des branches d’un arbre peut avoir un sens ou non. Dans un arbre à échelle, la longueur de la branche peut représenter le temps ou le nombre de changements qui se sont produits depuis que les taxons ont évolué à partir d’un ancêtre commun.