Informacje o filogenezie można pozyskiwać w zróżnicowany sposób. Są to m.in. porównywanie sekwencji DNA prowadzone przez biologów molekularnych i genomików oraz porównywanie skamielin lub innych zachowanych śladów dawnych organizmów żywych prowadzone przez paleontologów. Biologowie potrafią organizować i analizować powiązania ewolucyjne między organizmami za pomocą różnych metod, takich jak filogeneza, fenetyka i kladystyka.
Różnorodność thumb|Drzewo życia wszystkich żywych organizmów, bazowane na danych z genów rRNA, pokazujące rozróżnienie trzech domen; bakterii, archeowców i jądrowców początkowo opisanych przez Carla Woese. Drzewa skonstruowane za pomocą innych genów są podobne lecz mogą umiejscawiać niektóre wcześniejsze gałęzie rozwojowe bardzo różnie, prawdopodobnie z powodu gwałtownej ewolucji rRNA. Dokładne powiązania między poszczególnymi domenami nadal są obiektem dyskusji. Klasyfikacja drzew filogenetycznych (drzew życia) organizmów leży w zakresie następujących dziedzin: systematyki i taksonomii.
Taksonomia umieszcza organizmy w grupach nazywanych taksonami, podczas gdy systematyka filogenetyczna szuka pokrewieństwa między nimi.