Molekulinė filogenetika – tai organizmų tyrimas molekuliniu lygmeniu, siekiant surinkti informaciją apie filogenetinius ryšius tarp skirtingų organizmų. Ši disciplina naudojama organizmo ar organizmų grupės evoliucijos istorijai nustatyti. Tiems, kurie susimąstė, kodėl mokslininkai gali būti tokie tikslūs, kai įvertina, kada įvyko įvairūs evoliucijos istorijos įvykiai, atsakymas slypi molekulinėje filogenetikoje.
Ši mokslo šaka remiasi tuo, kad genetiniai pokyčiai yra pastovūs. Su kiekviena karta organizmai šiek tiek keičiasi, o pokyčių greitis yra pastovus ir patikimas. Naudodamiesi šia informacija, žmonės gali palyginti skirtingų rūšių genetinę informaciją ir nustatyti, kada jos skyrėsi viena nuo kitos, tirdami jų panašumo ir nepanašumo laipsnį. Tyrėjai taip pat gali naudoti šią informaciją kurdami evoliucinę laiko juostą.
Pavyzdžiui, ištyrus katės ir paukščio DNR, bus didelių skirtumų, rodančių, kad šios dvi rūšys skyrėsi jau seniai. Priešingai, katė ir žiurkė gali turėti daugiau panašumų, parodydamos naujesnius bendrus protėvius. Molekulinė filogenetika gali būti naudojama kuriant filogenetinį medį, kuriame bendras protėvis rodomas kaip šaknis, o šakos apibūdina skirtumus, atsiradusius laikui bėgant.
Nagrinėjant gyvų rūšių genetinę medžiagą galima atskleisti įdomios informacijos apie bendrus protėvius ir kada rūšys skyrėsi nuo bendrų protėvių. Pavyzdžiui, atrodo, kad žmonės yra susiję su didžiosiomis beždžionėmis, tačiau su kai kuriomis beždžionėmis jie yra artimesni nei su kitomis, o tai rodo, kad žmonių ir beždžionių rūšys skirtinguose taškuose skyrėsi nuo savo bendro protėvio. Naudodami informaciją apie giminingų rūšių skirtumus ir žinomą genetinių pokyčių greitį, mokslininkai gali nustatyti, kada įvyko įvairūs skirtumai nuo bendro protėvio.
Molekulinė filogenetika negali paaiškinti, kodėl vyksta evoliucija, tačiau ją galima panaudoti evoliucijos keliui atsekti ir sužinoti daugiau apie gyvybės Žemėje istoriją. Mokslininkai, besidomintys tokiomis temomis kaip, kodėl išnyko įvairūs organizmai, koks spaudimas paskatino evoliuciją kituose ir kaip atsirado gyvybė Žemėje, gali panaudoti molekulinę filogenetiką kaip informacijos rinkimo priemonių dalį.
Keliems tyrėjams buvo priskiriama citata, kuri apytiksliai atitinka „nieko apie gyvybę Žemėje neturi prasmės be evoliucijos“, nurodant gyvybės Žemėje sudėtingumą, akivaizdžią istoriją, rastą fosilijų įrašuose, ir istoriją, rastą Organizmų DNR nuo ežių grybų iki mėlynųjų banginių. Molekulinė filogenetika naudojama sudėtingam evoliucijos tinklui išpainioti, kad evoliucija būtų prasminga tyrinėtojams.