L'homologie est un concept biologique décrivant les similitudes entre les espèces résultant des ancêtres communs. Il s'agit d'une idée centrale dans l'étude de l'évolution, car elle reflète la ramification de l'arbre phylogénétique. De manière générale, si deux espèces partagent de nombreuses propriétés et les gènes, ils sont susceptibles d'avoir divergé les uns des autres - c'est à dire, par espèce - relativement récente dans l'évolution.
Tous les organismes sont liés à d'autres organismes à travers l'évolution d'un petit nombre d'ancêtres communs. Par conséquent, les homologies abondent dans le monde biologique. Phosphorylation oxydative, le processus d'utilisation de l'oxydation pour produire l'adénosine triphosphate, est une homologie quasi universelle biologique. Le processus a été utilisé par les premiers organismes, et les développements ultérieurs de l'évolution ont modifié mais n'a pas remplacé celui-ci.
Brains, en revanche, ne figurent pas dans tous les organismes. Ils sont une caractéristique appartenant uniquement aux animaux. Pas tous les animaux n’ont un cerveau, mais la plupart le font. Que ce soit ou non une espèce possède un cerveau fournit une indication claire de sa position dans l'arbre de l'évolution. Certains organismes, qui ont subi moins de changements depuis ce moment-là, ont des cerveaux qui sont similaires à ceux des premiers. Il est important de se rappeler, toutefois, que ces organismes ont survécu et évolué au cours du temps évolutif, tout autant que d'autres plus compliqués.
L'homologie est souvent discutée au contraire à l'analogie. Pas tous similarité entre deux organismes est le résultat d'ascendance évolutive commune. Si deux espèces se retrouvent dans un environnement propice à une adaptation particulière, cette adaptation peut émerger de façon indépendante dans les deux espèces. Par exemple, les opossums évolué pouces opposables indépendamment de primates. Ce résultat n'est pas surprenant, puisque pouces opposables sont utiles. Puisque l'évolution est imprévisible et chaotique, cependant, l'analogie est beaucoup moins fréquente que l'homologie.
L'étude de la génétique a précisé le concept d'homologie avec une comparaison directe entre les séquences d'ADN. Avant, il était possible de lire directement l'information génétique, les scientifiques ont dû deviner homologie - et la taxonomie en général - sur la base des observations physiologiques. Maintenant, la similarité relative des allèles trouvés dans différents organismes peuvent fournir des preuves solides quant à leur parenté évolutive. L'incertitude quant à savoir si une propriété partagée est homologue ou analogue peut être complètement résolue lors de l'examen de l'ADN; statistiquement, un certain niveau de similarité entre les séquences n'aurait pu se produire lui-même.
La génétique a aussi créé le besoin de sous-catégories au sein du concept d'homologie. Orthologie se réfère aux similitudes génétiques qui résulterait de la spéciation. Paralogie décrit homologies entre les gènes qui ont résulté de duplication dans le génome d'un organisme unique. Xenolgy est l'existence d'une homologie résultant de transfert latéral de gènes: matériel génétique transmise par un virus ou par les scientifiques, par exemple. L'existence d'homologies xenologous complique l'idée d'un unidirectionnel parfaitement ramification de l'arbre de l'évolution.