L'anatomia comparativa è il confronto scientifico dei corpi degli animali. Lo scopo dell'anatomia comparativa è quello di vedere la loro struttura di lavoro, e di decidere le relazioni filogenetiche tra i diversi gruppi di animali. La separazione degli animali in phyla è fatta principalmente dall'anatomia comparativa: vedi Elenco dei phyla animali.

Le principali tecniche utilizzate sono la dissezione e la microscopia. La dissezione è un metodo antico usato per scoprire la struttura interna di un essere vivente (di solito fatta dopo che è morto). È ancora usato dagli studenti di medicina per conoscere i dettagli del corpo umano. I microscopi semplici sono stati inventati per la prima volta nel 17° secolo, e il microscopio composto (usato ancora oggi) è diventato disponibile nel 19° secolo. Lo scopo della microscopia è di farci vedere i piccoli dettagli della struttura. Inoltre, il confronto accurato di grandi collezioni di animali (di solito nei musei) è spesso fatto.

La grande epoca dell'anatomia comparata va dal 1800 al 1950 circa. Fu usata da chi non credeva nell'evoluzione, come Georges Cuvier, e da chi lo faceva, come Thomas Henry Huxley. Lo stesso Charles Darwin utilizzò l'anatomia comparata come strumento principale nel suo lavoro sui cirripedi. Oggi, il metodo principale utilizzato per scoprire le relazioni è l'evoluzione molecolare, che utilizza l'analisi della sequenza del DNA. Tuttavia, per molti scopi di ricerca, gli zoologi continuano a sezionare gli animali. Per ottenere una laurea in biologia, è necessario conoscere la struttura degli animali (e delle piante).