研究蛋白质间的系统发育关系，氨基酸序列的排列使它们达到最大的相似性。然后根据可能性对氨基酸替代品进行评级。例如，Gly-Ala的变化比Gly-Pro的变化更有可能发生，后者会改变蛋白质的3D结构。由此我们可以推导出同度。这些进化距离通常被描述为种系发生树．为了验证结果，分析被重复多次，得到的树相互叠加(bootstrapping)，只显示最有可能的系统发育树。根据显示相同演化支的引导树的比例，为每个节点分配一个值。大于70%的节点视为一致。

由此得到的系统发育树为不同物种的分类提供了见解。就蛋白质而言，相近的同源物通常具有相似的功能。当研究得很充分的蛋白质被包括在系统发育分析中，人们可以推导出密切相关的酶的生物学功能。