用RNA和DNA测序作为性状。这加大了分子演化学在演化生物学的意义，而分子系统发生学的结果也可以同基于形态学的传统演化树进行比较。琳·马古利斯提出内共生理论，这一理论认为真核生物细胞的一些细胞器通过共生起源于自由生长的原核生物。进入1990年代，根据卡尔·萨根对16S rRNA测序得到的分子系统发生学，五大域（植物、动物、真菌、单细胞生物、无核原虫）变成三个域（古细菌域、细菌域和真核生物域）。1980年代中期对聚合酶链锁反应（polymerase chain reaction，PCR）的开发和普及（凯利