Structurile omoloage, cum ar fi aripioarele balenelor și mâinile maimuțelor, demonstrează că, în timp ce o specie poate folosi structuri în scopuri diferite, speciile împărtășesc un strămoș comun. Prin definiție, structurile omoloage la cele care au fost derivate din structuri ancestrale similare. Lumea naturală este plină de exemple de structuri omoloage, pe care teoria selecției naturale prezice ar trebui să fie cazul.
Inițial, oamenii de știință au grupat animale pe baza similitudinii fizice globale. Acest lucru înseamnă că liliecii au fost considerați a fi rude apropiate de insecte și păsări, deoarece toate animalele zboară. Totuși, pe măsură ce tehnicile ADN-ului modern au verificat, liliecii nu sunt legați de insecte și păsări, ci sunt mamifere care sunt legate de rozătoare. Aripile lor au evoluat din aceleași oase pe care au evoluat aripile păsărilor - oasele de mână și braț pe care le posedau strămoșii lor.
Faptul că brațele ratonilor, aripilor păsărilor și aripioarelor balenelor sunt toate similare în design demonstrează că toate au evoluat de la un strămoș comun. Când sunt văzute pe o raze X, toate cele trei structuri împărtășesc asemănări izbitoare, în ciuda diferitelor moduri în care au evoluat cele trei structuri. Uneori, structurile omoloage nu au o asemănare evidentă între ele. De exemplu, oasele curate ale șerpilor sunt lungi, subțiri și se află în fălcile animalelor. Dimpotrivă, oasele cvadrate au evoluat în oase mici ale urechii medii pentru mamifere.
