Anatomia porównawcza zajmuje się badaniem struktur fizycznych w obrębie gatunków, rodzajów i klasyfikacji życia na wyższym poziomie. Koncepcje struktur homologicznych, analogicznych i szczątkowych są fundamentalne i stanowią podstawę tej dziedziny. Oprócz zoologii ma ścisły związek z filogenezą, która zajmuje się ewolucją gatunków, a także biologią ewolucyjną i paleontologią. Informuje również kladystykę, dominującą metodologię wykorzystywaną do identyfikacji i klasyfikacji gatunków przodków i potomków organizmów w grupy ewolucyjne.
XVI-wieczny flamandzki naukowiec Andreas Vesalius położył podwaliny pod rozwój anatomii porównawczej w publikacji De Humani Corporis Fabrica Libri Septem z 16 r. — tj. Siedmiu ksiąg o strukturze ludzkiego ciała. Publikacja Fabrica, jak wiadomo w skrócie, zapoczątkowała nową tradycję empirycznych badań anatomii i pojawienie się nowoczesnej anatomii porównawczej, której powstanie przypisuje się XVII-wiecznemu angielskiemu naukowcowi i lekarzowi Edwardowi Tysonowi.
Różnice i podobieństwa w anatomii porównawczej, teraz rozszerzonej o badania biologii molekularnej, są podstawą ustalenia ewolucyjnych relacji między gatunkami i między gatunkami. Badanie anatomii porównawczej dostarczyło mocnych dowodów wspierających teorię ewolucji. Uważa się, że organizmy, które mają podobne struktury anatomiczne, od embrionów do postaci dorosłych, są blisko spokrewnione pod względem ewolucyjnym. Postawiono również hipotezę, że mają wspólnego przodka.
Jednym z podstawowych pojęć anatomii porównawczej jest pojęcie struktur homologicznych. Homologiczne struktury anatomiczne to te występujące w organizmach, które są bardzo podobne pod względem rozwoju i formy embriologicznej, ale różnią się funkcją. Uważa się, że istnienie struktur homologicznych sugeruje, że organizmy są ewolucyjnie blisko spokrewnione i mają wspólnego przodka. Kończyny przednie ssaków — takie jak płetwy grzbietowe wielorybów i delfinów, przednie kończyny kotów i psów oraz ręce i nogi ludzi i innych naczelnych — są przykładami struktur homologicznych.
Struktury anatomiczne występujące w organizmach, które różnią się pod względem rozwoju i morfologii, ale mają podobne funkcje, nazywane są strukturami analogicznymi. Różnice w rozwoju embrionalnym i ostatecznej formie sugerują, że między tymi dwoma organizmami nie ma ścisłego związku ewolucyjnego i nie mają one wspólnego przodka. Przykładem analogicznych konstrukcji są skrzydła owadów i ptaków.
Inną ważną koncepcją jest koncepcja struktur szczątkowych. Cechy anatomiczne występujące w organizmie, które nie spełniają już żadnej funkcji, określa się mianem struktur szczątkowych. Często są one zmniejszone, takie jak wyrostek robaczkowy człowieka. Obecność tej cechy w jednym organizmie i szczątkowa w drugim oznacza, że oba mają wspólnego ewolucyjnego przodka i są blisko spokrewnione w ewolucyjnym sensie. Na przykład wieloryby mają szczątkowe kości tylnych nóg, podobne do kości ssaków lądowych.