Diferente da anagenese, esse processo evolutivo tem bastante bifurcações, criando transformações em respostas ao ambiente em que a espécie se encontra

De acordo com essa classificação, existem três domínios: o Domínio Archaea, Domínio Bacteria e o Domínio Eukarya.

Domínio Archaea: Nesse grupo, encontramos os procariontes que vivem em ambientes extremos, motivo pelo qual são chamados de extremófilos. Esses organismos são encontrados em locais com temperatura muito elevada ou, ainda, locais ricos em metano ou enxofre. Entretanto, vale salientar que existem Archaea em ambientes não extremos. Ainda nesse grupo, são encontrados apenas organismos unicelulares, com nutrição autotrófica ou heterotrófica.

Inicialmente, acreditava-se que Archaea eram ancestrais das bactérias, entretanto, hoje sabe-se que esse grupo é o mais próximo evolutivamente dos eucariontes.

O padrão de ramificação de uma árvore filogenética reflete como espécies ou outros grupos evoluíram a partir de uma série de ancestrais comuns.

Nas árvores, duas espécies são mais relacionadas se têm um ancestral comum mais recente e menos relacionadas se têm um ancestral comum menos recente. 

Árvores filogenéticas podem ser traçadas em vários estilos equivalentes. A rotação de uma árvore sobre seus pontos de ramificação não modifica a informação que ela apresenta.

Esta hipótese baseia-se na informação que coletamos sobre nosso conjunto de espécies - coisas como suas características físicas e as sequências de DNA de seus genes.

O padrão no qual os ramos se conectam representa nossa compreensão de como as espécies na árvore evoluíram de uma série de ancestrais comuns. Cada ponto de ramificação (também chamado um nó interno) representa um evento de divergência, ou separação de um grupo único em dois grupos descendentes.

Você pode ver árvores filogenéticas desenhadas em muitos formatos diferentes. Algumas são em blocos, como a árvore da esquerda abaixo. Outras usam linhas diagonais, como a árvore da direita abaixo. Você também pode ver árvores de qualquer tipo orientadas verticalmente ou invertidas para os lados, como mostrado para a árvore em blocos.

Um outro ponto crítico sobre estas árvores é que se você girar as estruturas, usando um dos pontos de ramificação como um pivô, você não altera as relações. 

Quando estamos construindo árvores filogenéticas, características que surgem durante a evolução de um grupo e são diferentes das características do ancestral do grupo, são chamadas características derivadas. Em nosso exemplo, uma cauda felpuda, orelhas grandes e bigodes são características derivadas, enquanto uma cauda fina, orelhas pequenas e ausência de bigodes são características ancestrais. Um ponto importante é que uma característica derivada pode aparecer tanto pela perda, como pela aquisição de um traço. Por exemplo, se houvesse uma outra modificação na linhagem E que resultasse em perda da cauda, a ausência de cauda seria considerada uma característica derivada.

Para gerar uma árvore filogenética, os cientistas geralmente comparam e analisam muitas características das espécies ou outros grupos envolvidos. Estas características podem incluir morfologia externa (forma/aparência), anatomia interna, comportamentos, vias bioquímicas, sequências de DNA e proteínas, e até mesmo as características dos fósseis.

Domínio Eukarya: Nesse domínio, encontramos todos os seres eucariontes, ou seja, os organismos que apresentam núcleo celular verdadeiro. Todos os protozoários, algas, fungos, plantas e animais estão incluídos nesse grupo. Encontramos nesse domínio, portanto, organismos uni ou pluricelulares, e com nutrição autotrófica ou heterotrófica.

A Cladística representa suas hipóteses de parentesco evolutivo por meio de cladogramas, esquemas gráficos semelhantes às árvores filogenéticas, porém construídos segundo os princípios cladísticos. Um deles é que novas espécies sempre surgem por cladogênese, processo em que duas novas espécies originam-se de uma espécie ancestral. Assim, no cladograma, cada nó representa o processo de cladogênese que originou dois novos ramos.