Στη βιολογική ταξινόμηση – που ονομάζεται επίσης επιστημονική ταξινόμηση ή βιολογική ταξινόμηση – μονοφυλία σημαίνει μια ομάδα που περιλαμβάνει αποκλειστικά ένα είδος και όλους τους προγόνους του, ενώ πολυφυλία σημαίνει ότι μια ομάδα μπορεί να περιέχει μια «τσάντα αρπαγής» διαφορετικών οικογενειών. Αυτές ονομάζονται μονοφυλετικές και πολυφυλετικές ομάδες αντίστοιχα. Ένα παράδειγμα μιας πολυφυλετικής ομάδας θα ήταν τα «σκουλήκια» ή τα «θερμόαιμα ζώα», ενώ μια μονοφυλετική ομάδα θα ήταν τα «θηλαστικά» ή τα «καρκινοειδή».
Η ιστορία της βιολογικής ταξινόμησης ήταν μια προσπάθεια εξάλειψης των πολυφυλετικών ομάδων προς όφελος των μονοφυλετικών. Από τη δεκαετία του 1970, αυτό έχει γίνει πολύ πιο εύκολο με γενετικές μεθόδους – που ονομάζονται επίσης φυλογενετική ανάλυση ή «μοριακές μελέτες» – οι οποίες μελετούν παρόμοια μήκη DNA για να βρουν πώς σχετίζονται τα ζώα μεταξύ τους. Πολλές ομάδες που μοιάζουν επιφανειακά μπορεί να βρεθεί ότι είναι εντελώς άσχετες στην πράξη. Για παράδειγμα, οι Pygopodidae, μια οικογένεια σαυρών χωρίς πόδια, φαίνονται παρόμοια με τα φίδια, αλλά διακρίνονται από αυτά από τα βλέφαρα που αναβοσβήνουν (τα οποία δεν έχουν τα φίδια), τις εξωτερικές τρύπες στα αυτιά, τις επίπεδες, χωρίς διχάλια γλώσσα και τα υπολείμματα άκρων. Για τον ερασιτέχνη, το να πει κανείς τη διαφορά μπορεί να είναι κάπως δύσκολο, αλλά για έναν επαγγελματία βιολόγο μπορεί να είναι ξεκάθαρο.
Ένα από τα πιο τυπικά παραδείγματα μιας πολυφυλετικής ομάδας είναι τα θερμόαιμα ζώα, τα οποία περιλαμβάνουν τόσο πτηνά όσο και θηλαστικά. Και τα δύο είδη έχουν έναν κοινό πρόγονο που έζησε κατά την Παλαιοζωική, πολύ καιρό πριν. Τα πουλιά, αν και θερμόαιμα, εξελίχθηκαν από ψυχρόαιμους προγόνους, τους δεινόσαυρους, που δεν είναι μονοφυλετικοί με τα θηλαστικά. Έτσι τα πουλιά και τα θηλαστικά ανήκουν σε εντελώς διαφορετικές ομάδες, αλλά και τα δύο ανήκουν στη γενική κατηγορία των θερμόαιμων ζώων.
Η συγκεκριμένη βιολογική ταξινόμηση είναι ο στόχος των ταξινομητών, αλλά συχνά σε αντίθεση με την κοινή σοφία ή την έλλειψη αυστηρότητας. Για παράδειγμα, όταν ρωτήθηκε “Υπάρχουν θαλάσσια έντομα;” Κάποιοι μπορεί να απαντήσουν, «Λοιπόν, σίγουρα, οι αστακοί είναι κάπως σαν έντομα». Αν και σε έναν απλό παρατηρητή, αυτή η απάντηση μπορεί να φαίνεται επαρκής, είναι αρκετή για να κάνει μια ταξινομολόγο καριέρας να φτύσει ουσιαστικά τον καφέ της.
Τα έντομα είναι μέλη της κατηγορίας Insecta, ενώ οι αστακοί είναι μέλος του υποφύλου Crustacea, μιας εντελώς διαφορετικής ομάδας. Αν και και τα δύο είναι αρθρόποδα και πιθανώς σχετίζονται, οι ομάδες είναι αρκετά διαφορετικές, με τη μία να είναι κυρίως χερσαία και η άλλη υδρόβια. Η περιστασιακή αναφορά σε αυτά ως μονοφυλετική ομάδα είναι το είδος της συνήθειας ενάντια στην οποία οι ταξινομολόγοι παλεύουν με το να είναι πιο συγκεκριμένοι σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ των ζώων, κάτι που μας βοηθά να τα καταλάβουμε καλύτερα.