Pośrednie dowody ewolucji opierają się na analizie porównawczej, czyli zestawieniu podobieństw i różnic w budowie współcześnie żyjących organizmów. Uzyskane w ten sposób dane są świadectwem na wspólne pochodzenie i ewolucję tych form.
Dowody pośrednie to dane z zakresu:
1. anatomii porównawczej:
• narządy homologiczne – są to narządy o wspólnym pochodzeniu, lecz odmiennym wyglądzie np. kończyny kręgowców (skrzydło ptaka, płetwa wieloryba, ręka człowieka), pokrycie ciała (sierść ssaków i pióra ptaków), różne formy liści (ciernie berberysu i liście spichrzowe cebuli), łodyg (bulwa ziemniaka i kłącze imbiru) i korzeni (korzeń spichrzowy marchwi i korzeń powietrzny storczyka).
Przeciwieństwem narządów homologicznych są narządy analogiczne, czyli takie, które pomimo podobnej budowy nie maja wspólnego pochodzenia np. skrzydło motyla i ptaka, oko głowonoga i kręgowca.
• narządy szczątkowe – są to narządy, które w wyniku ewolucji, u niektórych organizmów uległy znacznej redukcji i nie spełniają już żadnej funkcji. Te same narządy u innych pokrewnych gatunków są potrzebne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Narządem szczątkowym jest wyrostek robaczkowy i kość ogonowa człowieka.
• atawizmy – są to cechy typowe dla przodków, które pojawiają się u wybranych, żyjących współcześnie organizmów np. nadmierne owłosienie ciała, czy dodatkowe brodawki sutkowe człowieka.
2. embriologii – porównanie zarodków niektórych grup systematycznych wykazuje
istnienie licznych podobieństw świadczących o ich pokrewieństwie. Wraz z rozwojem pojawiają się coraz większe różnice w budowie i funkcjonowaniu.
3. biochemii, genetyki – wszystkie formy żywe mają tak samo zbudowane podstawowe związki chemiczne (białka, kwasy nukleinowe), a organizmy ze sobą spokrewnione wykazuję dużo podobieństwo w przebiegu szlaków metabolicznych:
• ten sam uniwersalny trójkowy kod genetyczny obowiązuje u prawie wszystkich organizmów
• semikonserwatywna replikacja DNA występuje u wszystkich organizmów
• mitoza przebiega w ten sam lub bardzo zbliżony sposób we wszystkich komórkach eukariotycznych
• mitochondria mają podobną budowę i funkcje we wszystkich komórkach eukariotycznych
4. biogeografii – każdy gatunek powstał w określonym miejscu na kuli ziemskiej, następnie uległ rozprzestrzenieniu tworząc swój zasięg występowania.
• relikt – organizm, który niegdyś miał szeroki zasięg występowania, a obecnie występuje na niewielkim obszarze np. świstak.
• endemit – organizm o niewielkim zasięgu występowania, często unikatowy tylko dla jednego miejsca np. hatteria.