Anatomi komparatif adalah studi tentang struktur fisik di dalam dan di seluruh spesies, genera, dan klasifikasi tingkat kehidupan yang lebih tinggi. Konsep struktur homolog, analog, dan vestigial adalah dasar dan mendukung bidang ini. Selain zoologi, ia memiliki hubungan dekat dengan filogeni, yang berhubungan dengan evolusi spesies, serta biologi evolusioner dan paleontologi. Ini juga menginformasikan cladistics, metodologi utama yang digunakan untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan spesies nenek moyang dan keturunan organisme ke dalam kelompok evolusi.
Ilmuwan Flemish abad ke-16 Andreas Vesalius meletakkan dasar bagi perkembangan anatomi komparatif dengan publikasi De Humani Corporis Fabrica Libri Septem tahun 1534 — yaitu, Tujuh Buku tentang Struktur Tubuh Manusia. Penerbitan Fabrica, demikian singkatnya, meluncurkan tradisi baru studi empiris anatomi dan munculnya anatomi komparatif modern, yang pendiriannya dikaitkan dengan ilmuwan dan dokter Inggris abad ke-17 Edward Tyson.
Perbedaan dan persamaan dalam anatomi komparatif, sekarang ditambah dengan studi biologi molekuler, adalah dasar untuk membangun hubungan evolusioner di antara dan di antara spesies. Studi anatomi komparatif telah menghasilkan bukti kuat yang mendukung teori evolusi. Organisme yang memiliki struktur anatomi serupa dari embrio hingga bentuk dewasa diyakini terkait erat dalam istilah evolusi. Juga dihipotesiskan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama.
Salah satu konsep dasar anatomi komparatif adalah struktur homolog. Struktur anatomi homolog adalah yang ditemukan pada organisme yang sangat mirip dalam perkembangan dan bentuk embriologis tetapi berbeda dalam fungsinya. Keberadaan struktur homolog diyakini menyiratkan bahwa organisme secara evolusioner terkait erat dan memiliki nenek moyang yang sama. Kaki depan mamalia — seperti sirip punggung paus dan lumba-lumba, kaki depan kucing dan anjing, serta lengan dan kaki manusia serta primata lainnya — adalah contoh struktur homolog.
Struktur anatomi yang ditemukan pada organisme yang berbeda dalam hal perkembangan dan morfologi namun serupa dalam fungsi dikenal sebagai struktur analog. Perbedaan dalam perkembangan embrio dan bentuk akhir menyiratkan bahwa tidak ada hubungan evolusi yang dekat antara kedua organisme dan mereka tidak memiliki nenek moyang yang sama. Contoh struktur analog adalah sayap serangga dan burung.
Konsep penting lainnya adalah struktur vestigial. Fitur anatomi yang ditemukan dalam organisme yang tidak lagi melayani fungsi apa pun disebut struktur vestigial. Mereka sering berkurang ukurannya, seperti usus buntu manusia. Kehadiran fitur dalam satu organisme dan satu vestigial di organisme lain menyiratkan bahwa keduanya memiliki nenek moyang evolusioner yang sama dan terkait erat dalam pengertian evolusioner. Paus, misalnya, memiliki tulang kaki belakang vestigial yang mirip dengan mamalia darat.