En ortologi är en egenskap hos två eller flera arter som ärvts från en gemensam förfader. Det kan jämföras med en evolutionär analogi, som är en liknande egenskap som utvecklats oberoende. Gener som överförs från föräldrar till avkomma kan förbli intakta, vilket ofta kommer att resultera i manifestationen av liknande fysiska egenskaper. Om gener muterar många gånger kan de dock producera liknande yttre egenskaper genom naturligt urval. Ortologi hos olika arter hänvisar till liknande egenskaper vars gener har ett ärftligt, snarare än muterat, ursprung.
Olika arter uppvisar olika egenskaper, men vissa av dessa egenskaper kan vara mycket lika. Till exempel har många djur händer med fem fingrar, även om dessa fingrar kan variera avsevärt i storlek eller form. Ortologi handlar om ursprunget till gener som är ansvariga för fysiska egenskaper som fingrar. Dessa gener kan utvecklas på två olika sätt – antingen oberoende genom mutation eller ärftligt genom ortologi.
Naturen är full av exempel på egenskaper som utvecklats oberoende. Till exempel har både hajar och delfiner strömlinjeformade kroppar med en vertikal fena på ryggen. Den inre anatomin hos hajar och delfiner är dock väldigt olika; i själva verket är de ganska avlägsna evolutionärt. Deras närmaste gemensamma förfader levde länge i det förflutna. Istället för att vara ärvt, utvecklades generna som är ansvariga för många av deras liknande egenskaper oberoende på grund av deras liknande miljö.
Närbesläktade arter, å andra sidan, ärver många av samma egenskaper från en gemensam förfader. När detta händer överförs mönster i en deoxiribonukleinsyra (DNA)-molekyl intakt till avkommor under många generationer. Utan några mutationer för att förändra gener kommer de att ärvas av avkommor och kommer ofta att resultera i samma yttre egenskaper som hos förfäder. Om ärftlighet är orsaken till en viss gen, sägs den vara ortolog.
När en ortologi inträffar kan den aktuella genen ha eller inte ha samma funktion i dess värds liv och reproduktion. I många fall kommer genen att spela samma roll. Fingrar hos primater, till exempel, har vanligtvis liknande funktioner – samla mat, röra sig genom träd och slåss mot fiender. Ortologa gener kommer dock ibland att spela olika roller. Människor har fem tår, men de kan inte fatta grenar som tårna på en gorilla.
Att identifiera ortologi är avgörande för att jämföra genfunktion mellan organismer. Det är också användbart i klassificeringen av liv på jorden, som kallas taxonomi. Att känna till ursprunget till särskilda gener kan hjälpa forskare att förstå varför vissa djur, som hajar och delfiner, ser likadana ut men beter sig väldigt olika.