Η ομολογία είναι μια βιολογική έννοια που περιγράφει ομοιότητες μεταξύ ειδών που προκύπτουν από κοινή καταγωγή. Είναι μια κεντρική ιδέα στη μελέτη της εξέλιξης γιατί αντανακλά τη διακλάδωση του φυλογενετικού δέντρου. Σε γενικές γραμμές, εάν δύο είδη μοιράζονται πολλές ιδιότητες και γονίδια, είναι πιθανό να έχουν αποκλίνει το ένα από το άλλο – δηλαδή, ειδοποιημένο – σχετικά πρόσφατα στον εξελικτικό χρόνο.
Όλοι οι οργανισμοί σχετίζονται με άλλους οργανισμούς μέσω της εξέλιξης από έναν μικρό αριθμό κοινών προγόνων. Κατά συνέπεια, οι ομολογίες αφθονούν στον βιολογικό κόσμο. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση, η διαδικασία χρήσης της οξείδωσης για την παραγωγή τριφωσφορικής αδενοσίνης, είναι μια σχεδόν καθολική βιολογική ομολογία. Η διαδικασία χρησιμοποιήθηκε από τους πρώτους οργανισμούς και οι μετέπειτα εξελίξεις στην εξέλιξη την έχουν τροποποιήσει αλλά δεν την έχουν αντικαταστήσει.
Οι εγκέφαλοι, αντίθετα, δεν εμφανίζονται σε κάθε οργανισμό. Είναι ένα χαρακτηριστικό που ανήκει μόνο σε ζώα. Δεν έχουν όλα τα ζώα μυαλό, αλλά τα περισσότερα έχουν. Το αν ένα είδος έχει ή όχι εγκέφαλο παρέχει μια σαφή ένδειξη της θέσης του στο εξελικτικό δέντρο. Μερικοί οργανισμοί, οι οποίοι έχουν υποστεί λιγότερες αλλαγές από αυτό το χρονικό σημείο, έχουν εγκεφάλους παρόμοιους με τους παλαιότερους. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε, ωστόσο, ότι αυτοί οι οργανισμοί έχουν επιβιώσει και έχουν αλλάξει κατά τη διάρκεια εξίσου εξελικτικού χρόνου με τους πιο περίπλοκους.
Συχνά συζητείται η ομολογία σε αντίθεση με την αναλογία. Δεν είναι κάθε ομοιότητα μεταξύ δύο οργανισμών το αποτέλεσμα κοινής εξελικτικής καταγωγής. Εάν δύο είδη βρεθούν σε ένα περιβάλλον που ευνοεί κάποια συγκεκριμένη προσαρμογή, αυτή η προσαρμογή μπορεί να εμφανιστεί ανεξάρτητα και στα δύο είδη. Για παράδειγμα, τα οπόσουμ εξέλιξαν αντίχειρες ανεξάρτητα από τα πρωτεύοντα. Αυτό το αποτέλεσμα δεν προκαλεί έκπληξη, καθώς οι αντίχειρες είναι χρήσιμοι. Επειδή η εξέλιξη είναι απρόβλεπτη και χαοτική, ωστόσο, η αναλογία είναι πολύ λιγότερο κοινή από την ομολογία.
Η μελέτη της γενετικής έχει βελτιώσει την έννοια της ομολογίας με άμεση σύγκριση μεταξύ αλληλουχιών DNA. Προτού καταστεί δυνατή η απευθείας ανάγνωση των γενετικών πληροφοριών, οι επιστήμονες έπρεπε να μαντέψουν για την ομολογία – και γενικά την ταξινόμηση – με βάση φυσιολογικές παρατηρήσεις. Τώρα, η σχετική ομοιότητα των αλληλόμορφων που βρίσκονται σε διαφορετικούς οργανισμούς μπορεί να παρέχει ισχυρές αποδείξεις σχετικά με την εξελικτική τους σχέση. Η αβεβαιότητα σχετικά με το εάν μια κοινόχρηστη ιδιότητα είναι ομόλογη ή ανάλογη μπορεί να επιλυθεί πλήρως κατά την εξέταση του DNA. στατιστικά, ένα ορισμένο επίπεδο ομοιότητας μεταξύ των αλληλουχιών δεν θα μπορούσε να έχει συμβεί από μόνο του.
Η γενετική έχει επίσης δημιουργήσει την ανάγκη για υποταξινομήσεις εντός της έννοιας της ομολογίας. Η ορθολογία αναφέρεται σε γονιδιακές ομοιότητες που προκύπτουν από την ειδογένεση. Η Paralogy περιγράφει ομολογίες μεταξύ γονιδίων που προέκυψαν από διπλασιασμό μέσα στο γονιδίωμα ενός μόνο οργανισμού. Ξενολγία είναι η ύπαρξη ομολογίας που προκύπτει από πλευρική μεταφορά γονιδίων: γενετικό υλικό που μεταδίδεται μέσω ενός ιού ή από επιστήμονες, για παράδειγμα. Η ύπαρξη ξενόλογων ομολογιών περιπλέκει την ιδέα μιας τέλειας μονοκατευθυντικής διακλάδωσης του εξελικτικού δέντρου.