学可以利用构成生命的各种分子，来研究生物的亲缘关系。这些分子包括了核糖核酸（）、去氧核糖核酸（）、蛋白质与醣体等。现在的科学家已经可以用机器与电脑将这些分子的硷基序列、氨基酸序列定序。研究这些序列的学门分别为基因体学、蛋白质体学。此外还有一种更为复杂的醣体学，专门分析醣类构造。基因体学透过去氧核糖核酸序列的比较，可以建立出与传统分类学大致符合的种系发生树。这种方法通常用来确认并增强分类学的研究，将其他演化证据的漏洞修补或是修正。例如人类的DNA序列与黑猩猩的差异约为1.2%，与大猩猩的差异约为1.6%，