L'anatomie comparative est la comparaison scientifique des corps des animaux. L'objectif de l'anatomie comparative est de voir leur structure de fonctionnement et de décider des relations phylogénétiques entre différents groupes d'animaux. La séparation des animaux en phyla se fait principalement par anatomie comparée : voir la liste des phyla animaux.

Les principales techniques utilisées sont la dissection et la microscopie. La dissection est une méthode ancienne utilisée pour découvrir la structure interne d'un être vivant (généralement effectuée après sa mort). Elle est toujours utilisée par les étudiants en médecine pour connaître les détails du corps humain. Les microscopes simples ont été inventés au 17e siècle, et le microscope composé (encore utilisé aujourd'hui) est devenu disponible au 19e siècle. Le but de la microscopie est de nous permettre de voir les petits détails de la structure. En outre, on compare souvent avec soin les grandes collections d'animaux (généralement dans les musées).

La grande époque de l'anatomie comparée s'étend de 1800 à 1950 environ. Elle a été utilisée par ceux qui ne croyaient pas à l'évolution, comme Georges Cuvier, et par ceux qui y croyaient, comme Thomas Henry Huxley. Charles Darwin lui-même a utilisé l'anatomie comparée comme outil principal dans son travail sur les bernacles. Aujourd'hui, la principale méthode utilisée pour découvrir des relations est l'évolution moléculaire, qui utilise l'analyse des séquences d'ADN. Cependant, pour de nombreuses recherches, les zoologistes continuent de disséquer les animaux. Pour obtenir un diplôme en biologie, il faut connaître la structure des animaux (et des plantes).