Metoden er basert på DNA, RNA og proteiner, og rekkefølgen av biokjemiske byggesteiner, det vil si sekvensen av henholdsvis baser og aminosyrer. Endringer i sekvensene fremkommer som resultater av funksjonsfeil i cellenes biokjemiske maskineri kalt mutasjoner og mutasjonsraten viser seg å være lineær med tiden, så slektskapet mellom arter kan defineres ut fra større eller mindre forskjeller i sekvensene. Mutasjonsraten er blitt kontrollert ved hjelp av fossiler eller arkeologiske data.