Homologe Strukturen, wie die Flossen von Walen und die Hände von Affen, zeigen, dass eine Art zwar Strukturen für unterschiedliche Zwecke verwenden kann, die Arten jedoch einen gemeinsamen Vorfahren haben. Homologe Strukturen beziehen sich definitionsgemäß auf zu denen, die von vorfahren ähnlichen Strukturen abgeleitet wurden. Die natürliche Welt ist voll von Beispielen für homologe Strukturen, die nach der Theorie der natürlichen Auslese der Fall sein sollten.
Ursprünglich gruppierten Wissenschaftler Tiere nach ihrer allgemeinen körperlichen Ähnlichkeit. Dies bedeutet, dass Fledermäuse als nahe Verwandte von Insekten und Vögeln angesehen wurden, da alle Tiere fliegen. Wie moderne DNA-Techniken bestätigt haben, sind Fledermäuse jedoch nicht mit Insekten und Vögeln verwandt, sondern mit Säugetieren, die mit Nagetieren verwandt sind. Ihre Flügel entwickelten sich aus den gleichen Knochen, aus denen sich die Flügel der Vögel entwickelten – den Hand- und Armknochen, die ihre Vorfahren besaßen.
Die Tatsache, dass die Arme von Waschbären, die Flügel von Vögeln und die Flossen von Walen alle ähnlich gestaltet sind, zeigt, dass sie alle aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgegangen sind. Bei der Röntgenaufnahme weisen alle drei Strukturen auffallende Ähnlichkeiten auf, trotz der unterschiedlichen Entwicklung der drei Strukturen. Manchmal weisen homologe Strukturen keine offensichtlichen Ähnlichkeiten auf. Zum Beispiel sind die quadratischen Knochen von Schlangen lang, dünn und sitzen im Kiefer der Tiere. Im Gegensatz dazu haben sich die quadratischen Knochen bei Säugetieren zu kleinen Knochen des Mittelohrs entwickelt.
