Ooit waren er dieren die bijzondere eigenschappen hadden. Bijvoorbeeld een hagedis met tanden zo groot als vleesmessen. Een vogel die evenveel weeg als zes volwassen mensen bij elkaar. De overblijfselen (fossielen) van deze dieren ondersteunen voor een groot deel de evolutietheorie.
Fossielen zijn versteende overblijfselen van organismen of afdrukken van organismen in gesteenten. Een fossiel kan ontstaan als de resten van organismen worden bedekt door sedimenten (bijvoorbeeld zand- of kleideeltjes). Hierdoor krijgen de bacteriën en schimmels onvoldoende tijd om de resten van het organisme af te kunnen breken. Na een bepaalde tijd kan het sediment verstenen. Dit kan soms wel enkele miljoenen jaren duren.
Fossielen van sommige soorten organismen komen alleen in gesteentelagen van bepaalde ouderdom voor. Bijvoorbeeld de fossielen van een dinosauriërs.
Uit de gevonden fossielen blijkt dat in de loop van de evolutie soorten zijn ontstaan, veranderd en/of verdwenen.
Organen met een verschillende functie kunnen veel overeenkomst in bouw vertonen. Bijvoorbeeld de vleugel van een vogel, de voorvin van een walrus, de voorpoot van een mol en de arm van een mens.
Deze organen zijn uit dezelfde grondvorm ontstaan. De organismen hebben een gemeenschappelijke voorouder gehad. Door de aanpassingen van het milieu zijn er verschillen tussen de organismen ontstaan.
Bij verschillende soorten die in hetzelfde milieu leven, kunnen organen met dezelfde functie ontstaan. Organen met dezelfde functie kunnen weinig overeenkomst in de bouw vertonen. Bijvoorbeeld de vleugel van een vogel en de vleugel van een vlinder.
Deze organen zijn waarschijnlijk niet uit dezelfde grondvorm ontstaan. De organismen zijn dus niet nauw verwant aan elkaar. Door aanpassing aan het milieu zijn vleugels meerdere malen tijdens de evolutie ontstaan.
Rudimentaire organen zijn organen die geen functie meer hebben en nauwelijks tot ontwikkeling komen. Bijvoorbeeld het bekken bij een walvis, de pootresten bij een ruizenslangen, de staartwervels en de blindedarm bij de mens.
Bij verwante soorten komen deze organen wel tot volledige ontwikkeling.
Door rudimentaire organen wordt het aannemelijk dat verschillende soorten organismen een gemeenschappelijke voorouder hebben.
Er zijn verschillende overeenkomsten in de bouw van cellen en de samenstelling van stoffen in de cellen.