Un arbre phylogénétique est une représentation graphique des liens de parenté existant entre les espèces étudiées. Chaque nœud représente un ancêtre commun hypothétique défini par rapport aux caractères morphoanatomiques partagés par ses descendants, situés au bout de chaque branche.
L'arbre ci-dessus indique par exemple que le chat est plus proche du macaque que du saumon, car le macaque et le chat partagent le caractère « poils », contrairement au saumon.

La COX2 (cytochrome oxydase) est une enzyme indispensable à la respiration cellulaire. Elle est présente chez tous les êtres vivants. La comparaison des séquences protéiques de COX2 pour différents primates a permis de construire l'arbre moléculaire ci-dessus. La longueur des branches est proportionnelle au pourcentage de différences (c'est-à-dire de mutations) dans les séquences protéiques des espèces étudiées. Les données moléculaires ont permis d'estimer que la lignée humaine s'est séparée de celle des chimpanzés il y a plus de sept millions d'années.

D'après le logiciel Phylogène.

L'étude des caryotypes de l'humain et du chimpanzé met en évidence des réarrangements d'ADN de grande ampleur. Le séquençage complet des génomes permet quant à lui de comparer l'intégralité des séquences de manière détaillée. Les résultats indiquent environ 4 % de différence sur l'ensemble du génome, mais seulement 1 % de différence au niveau des séquences nucléotidiques des portions d'ADN communes aux deux espèces.