Ein phylogenetischer Baum ist ein Baum, der die evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Arten oder anderen Einheiten darstellt, von denen man vermutet, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren besitzen. Damit ist ein phylogenetischer Baum eine Form des Kladogramms. In einem phylogenetischen Baum repräsentiert jeder Knoten mit Nachfahren den „nächsten gemeinsamen Verwandten“ dieser Nachfahren. Die Kantenlänge entspricht meist der geschätzten Zeit, in der sich die Arten separiert haben, oder der Anzahl der Mutationen während dieser Entwicklung. Jeder Knoten in einem phylogenetischen Baum wird als „taxonomische Einheit“ bezeichnet, wobei man innere Knoten oft als „hypothetische taxonomische Einheiten“ bezeichnet, wenn die entsprechenden Arten oder Einheiten nicht beobachtet werden können.
1990 wurde von Carl Woese et al. der 3-Domänen-Stammbaum des Lebens vorgestellt (siehe Abb.), der erstmals auf molekular-phylogenetischen Analysen (rRNA-Sequenzvergleichen) basiert.[1] Zwei der drei Lebenslinien (Domänen) bestehen ausschließlich aus Mikroorganismen. Dieses Stammbaumkonzept wurde von Jan Sapp als "The New Foundations of Evolution" bezeichnet.[2] Es wurde seither häufig übernommen und modifiziert.