Dünya'daki yaşam inanılmaz çeşitlidir. Birçok farklı araştırma, evrimin bu çeşitliliği ürettiğine dair çok büyük kanıtlar sunmaktadır. Örneğin, bakterilerdeki antibiyotik direncinin gelişimi birkaç gün gibi kısa bir sürede doğrudan gözlemlenebilir.

Bu hızlı evrim, büyük nüfus büyüklükleri ve kısa üretim süreleri nedeniyle mümkündür - birçok bakteride sadece dakikalar ila saatler sürer. Organizmaların gelişiminin karşılaştırılması da evrim için kanıt sağlar. Örneğin, omurgalıların embriyoları, faringeal kemerleri ve bir omurga içeren yapıları paylaşarak, gelişimin çok erken aşamalarında birbirlerine benzemektedir.

Bireyler ancak daha sonra cinsi ve türü tanımlayan özellikleri geliştirirler. Gelişim tamamlandıktan sonra, karşılaştırmalı anatomi organizmalar arasında dikkate değer benzerlikler ortaya çıkarabilir. Dört ayaklı hayvanlar olan tetrapodlar ortak bir atadan evrimleşti.

Kuşlar, insanlar ve balinalar kadar çeşitlilik gösteren türlerin, ön ayak kemik yapısı benzerdir. Fosiller, soyu tükenmiş türlerin varlığının kanıtının yanı sıra modern türlerin evrimi hakkında fikir verir. Fosilleşmiş dokular bazen doğrudan tarihlendirilebilir ve tortul kaya tabakalarındaki yerleri de yaşları hakkında bilgi verir.

Bu veriler, bilim insanlarının soyu tükenmiş türlerin ne zaman ortaya çıktığını, ne zaman öldüklerini ve birbirleriyle ve modern torunlarıyla nasıl ilişkili olduklarını tahmin etmelerini sağlar. Tüm canlı organizmalar genetik bilgiyi depolamak ve iletmek için DNA kullanır. DNA dizilerinin karşılaştırılması, organizmaların birbirleriyle olan ilişkilerini gösterebilir.

Daha benzer dizilere sahip organizmalar daha yakından ilişkilidir. Biyocoğrafya organizmaların dünyaya nasıl dağıldığını inceler. Bu dağılım modellemesi yok olma ve türleşme gibi faktörlerden etkilenmektedir.

Galapagos Adaları'nda bulunan ispinozlar iyi bilinen bir türleşme örneğidir, bir tür iki veya daha fazla türe ayrıldığında ortaya çıkan bir süreçtir. Türleşme, fiziksel özelliklerde yapılan değişiklikler ve DNA, farklı popülasyonlardaki bireyler arasındaki etkileşimi önlediğinde ortaya çıkar. İspinoz popülasyonlarının bazıları yeni gıda kaynaklarına erişti ve zamanla en bol bulunan belirli yiyeceklere uyacak şekilde özel gaga şekilleri gibi özellikler geliştirdiler. Birlikte ele alındığında, bu farklı araştırma alanlarından gözlemler “Biyolojide hiçbir şey evrim ışığı dışında bir anlam ifade etmiyor” kanıtı sağlar.