Cây phát sinh là một sơ đồ hình cây phát sinh những nhánh từ một gốc chung (tổ tiên chung). Các nhánh ấy lại phát sinh những nhánh nhỏ hơn từ những gốc khác nhau và tận cùng bằng một nhóm động vật. Kích thước của các nhánh trên cây phát sinh càng lớn bao nhiêu thì số loài của nhánh đó càng nhiều bấy nhiêu. Các nhóm có cùng nguồn gốc có vị trí gần nhau thì có quan hệ họ hàng gần với nhau hơn. Ví dụ: Cá, Bò sát, Chim và Thú có quan hệ họ hàng gần với nhau hơn so với Giáp xác, Nhện và Sâu bọ.

Cá voi có quan hệ họ hàng gần với hươu sao hơn cá chép. Vì cá voi thuộc lớp Thú bắt nguồn từ nhánh tiến hóa có gốc cùng với hươu sao. Trong khi đó cá chép lại thuộc lớp có xương, là động vật bậc thấp hơn với lớp Thú.