Anatomia comparată este studiul structurilor fizice din interiorul și între specii, genuri și clasificări de nivel superior ale vieții. Conceptele de structuri omoloage, analoge și vestigiale sunt fundamentale și stau la baza domeniului. Pe lângă zoologie, are legături strânse cu filogenia, care se ocupă cu evoluția speciilor, precum și cu biologia evolutivă și paleontologia. De asemenea, informează cladistica, metodologia predominantă folosită pentru a identifica și clasifica speciile strămoși și descendenți de organisme în grupuri evolutive.
Omul de știință flamand Andreas Vesalius din secolul al XVI-lea a pus bazele dezvoltării anatomiei comparate cu publicarea din 16 a cărții De Humani Corporis Fabrica Libri Septem, adică Cele șapte cărți despre structura corpului uman. Publicarea Fabrica, așa cum este cunoscută pe scurt, a lansat o nouă tradiție de studiu empiric al anatomiei și apariția anatomiei comparate moderne, a cărei fondare este atribuită omului de știință și medic englez din secolul al XVII-lea Edward Tyson.
Diferențele și asemănările în anatomia comparată, acum sporite cu studii de biologie moleculară, stau la baza stabilirii relațiilor evolutive între și între specii. Studiul anatomiei comparate a produs dovezi puternice care susțin teoria evoluției. Se crede că organismele care au structuri anatomice similare de la embrion până la forme adulte sunt strâns legate în termeni evolutivi. De asemenea, se presupune că au un strămoș comun.
Unul dintre conceptele fundamentale ale anatomiei comparate este cel al structurilor omoloage. Structurile anatomice omoloage sunt cele care se găsesc în organisme care sunt foarte asemănătoare ca dezvoltare și formă embriologică, dar diferite ca funcție. Se crede că existența structurilor omoloage implică faptul că organismele sunt strâns legate din punct de vedere evolutiv și au un strămoș comun. Membrele anterioare ale mamiferelor – cum ar fi aripioarele dorsale ale balenelor și delfinilor, picioarele anterioare ale pisicilor și câinilor și brațele și picioarele oamenilor și ale altor primate – sunt exemple de structuri omoloage.
Structurile anatomice găsite în organisme care sunt diferite în ceea ce privește dezvoltarea și morfologia, dar similare ca funcție, sunt cunoscute ca structuri analoge. Diferențele în dezvoltarea embrionară și forma finală implică faptul că nu există o relație evolutivă strânsă între cele două organisme și nu au un strămoș comun. Un exemplu de structuri analoge sunt aripile insectelor și păsărilor.
Un alt concept important este cel al structurilor vestigiale. Caracteristicile anatomice găsite într-un organism care nu mai servesc nicio funcție sunt numite structuri vestigiale. Ele sunt adesea reduse în dimensiune, cum ar fi apendicele uman. Prezența trăsăturii într-un organism și a uneia vestigiale în altul implică faptul că cele două au un strămoș evolutiv comun și sunt strâns legate în sens evolutiv. Balenele, de exemplu, au oase vestigiale ale picioarelor posterioare similare cu cele ale mamiferelor terestre.