Las estructuras homólogas, como las aletas de las ballenas y las manos de los monos, demuestran que mientras una especie puede usar estructuras para diferentes propósitos, la especie comparte un ancestro común. Por definición, las estructuras homólogas se refieren a a los que se derivaron de estructuras ancestrales similares. El mundo natural está lleno de ejemplos de estructuras homólogas, que la teoría de la selección natural predice que deberían ser el caso.
Originalmente, los científicos agrupaban a los animales según su similitud física general. Esto significa que los murciélagos se consideraron parientes cercanos de insectos y aves, ya que todos los animales vuelan. Sin embargo, como las técnicas modernas de ADN han verificado, los murciélagos no están relacionados con insectos y aves, sino que son mamíferos relacionados con roedores. Sus alas evolucionaron a partir de los mismos huesos que las alas de los pájaros evolucionaron: los huesos de la mano y el brazo que poseían sus ancestros.
El hecho de que los brazos de los mapaches, las alas de las aves y las aletas de las ballenas son similares en diseño demuestra que todos evolucionaron de un ancestro común. Cuando se ven en una radiografía, las tres estructuras comparten sorprendentes similitudes, a pesar de las diferentes formas en que evolucionaron las tres estructuras. A veces, las estructuras homólogas no tienen semejanzas obvias entre sí. Por ejemplo, los huesos cuadrados de las serpientes son largos, delgados y residen en las mandíbulas de los animales. Por el contrario, los huesos cuadrados se han convertido en pequeños huesos del oído medio para los mamíferos.
