Una de las primeras técnicas moleculares utilizada para calcular la distancia evolutiva entre las especies fue la hibridación de ADN, que consiste en inducir la unión de dos secuencias de ADN de fuentes distintas, es decir las especies que se quieren analizar, para obtener una doble cadena híbrida. Las bases se aparean y el porcentaje de los pares de nucleótidos que difieran en esta unión indicará que tan estrecha es la relación entre ambas especies. Entre más se parezcan las moléculas de ADN mayor es el parentesco.

Otro ejemplo es el citocromo c, que es una enzima esencial para la respiración en animales y está muy conservada, esto significa que a pesar de las variaciones en su secuencia de aminoácidos, la molécula cambió muy poco a través del tiempo. La teoría de la evolución predice que las moléculas en especies con un antepasado común reciente deben compartir ciertas secuencias de aminoácidos antiguas. Mientras más estrechamente se relacionen las especies, compartirán un número mayor de secuencias. Este patrón es el que los científicos consideran que cumple el citocromo c. Por ejemplo, el citocromo c de humanos y chimpancés está formado por 104 aminoácidos, exactamente los mismos y en el mismo orden. El citocromo del mono Rhesus sólo difiere del de los humanos en un aminoácido de los 104; el del caballo en 11 aminoácidos; y el del atún en 21. El grado de similitud refleja la proximidad del ancestro común, lo cual permite reconstruir la filogenia de estos organismos.