Ligesom anatomiske strukturer, så er strukturerne for livets molekylerbeviser for evolution. Beviser for en fælles forfader for alt liv afspejles i den genetiske kode og maskinværket bag DNA-replikation og-ekspression. Fundamentale divisioner af liv mellem de tre domæner afspejles i store strukturelle forskelle i ellers konservative strukturer, såsom komponenterne i ribosomer og membranstrukturer. Generalt vil beslægtetheden af grupper af organismer afspejles i ensartetheden af deres DNA-sekvenser, præcis det mønster, der vil blive forventet ved afstamning ogdiversificeringfra en fælles forfader.

DNA-sekvenser kan også belyse nogle af evolutionens mekanismer. Eksempelvis, så er det klart, at evolutionen af nye funktioner for proteiner typisk hænder efter begivenheder ved genduplikation, der muliggør den frie modifikation af en kopi vedmutation,selektionellerdrift, mens den anden kopi fortsætter med at producere et funktionelt protein.