Võrdlev anatoomia on füüsikaliste struktuuride uurimine liikide, perekondade ja elu kõrgema taseme klassifikatsioonide sees ja vahel. Homoloogiliste, analoogsete ja vestigiaalsete struktuuride mõisted on selle valdkonna põhialused ja toetavad seda. Lisaks zooloogiale on sellel tihedad sidemed liikide evolutsiooniga tegeleva fülogeneesiga, samuti evolutsioonibioloogia ja paleontoloogiaga. Samuti teavitab see kladistikat, domineerivat metoodikat, mida kasutatakse organismide esivanemate ja järeltulijate liikide tuvastamiseks ja liigitamiseks evolutsioonilistesse rühmadesse.
16. sajandi flaami teadlane Andreas Vesalius pani aluse võrdleva anatoomia arengule, avaldades 1534. aastal ajakirja De Humani Corporis Fabrica Libri Septem – st Seitse raamatut inimkeha ehitusest. Fabrica, nagu seda lühidalt tuntakse, avaldamine käivitas uue anatoomia empiirilise uurimise traditsiooni ja moodsa võrdleva anatoomia tekkimise, mille rajamise põhjuseks on 17. sajandi inglise teadlane ja arst Edward Tyson.
Erinevused ja sarnasused võrdlevas anatoomias, mida nüüd on täiendatud molekulaarbioloogia uuringutega, on aluseks liikidevaheliste ja -vaheliste evolutsiooniliste suhete loomisele. Võrdleva anatoomia uurimine on andnud tugevaid tõendeid, mis toetavad evolutsiooniteooriat. Arvatakse, et organismid, millel on sarnane anatoomiline struktuur embrüost täiskasvanud vormideni, on evolutsiooniliselt tihedalt seotud. Samuti oletatakse, et neil on ühine esivanem.
Üks võrdleva anatoomia põhimõisteid on homoloogsete struktuuride mõiste. Homoloogsed anatoomilised struktuurid on organismides leiduvad struktuurid, mis on embrüoloogiliselt arengult ja vormilt väga sarnased, kuid funktsioonilt erinevad. Arvatakse, et homoloogsete struktuuride olemasolu viitab sellele, et organismid on evolutsiooniliselt tihedalt seotud ja neil on ühine esivanem. Homoloogiliste struktuuride näited on imetajate esijäsemed, nagu vaalade ja delfiinide seljauimed, kasside ja koerte esijalad ning inimeste ja teiste primaatide käed ja jalad.
Anatoomilisi struktuure, mida leidub organismides, mis on arengu ja morfoloogia poolest erinevad, kuid funktsioonilt sarnased, nimetatakse analoogseteks struktuurideks. Erinevused embrüonaalses arengus ja lõplikus vormis viitavad sellele, et kahe organismi vahel ei ole tihedat evolutsioonilist seost ja neil ei ole ühist esivanemat. Analoogsete struktuuride näide on putukate ja lindude tiivad.
Teine oluline mõiste on vestigiaalsed struktuurid. Organismi anatoomilisi tunnuseid, mis ei täida enam ühtegi funktsiooni, nimetatakse vestigiaalseteks struktuurideks. Nende suurus on sageli vähendatud, näiteks inimese pimesool. Selle tunnuse olemasolu ühes organismis ja allesjäänud organismis viitab sellele, et neil kahel on ühine evolutsiooniline esivanem ja nad on evolutsioonilises mõttes tihedalt seotud. Näiteks vaaladel on maismaaimetajatega sarnased tagajalgade luud.