Drzewo filogenetyczne – graf acykliczny przedstawiający ewolucyjne zależności pomiędzy sekwencjami lub gatunkami wszystkich organizmów[1], podobnie jak pokrewieństwo w rodzie ludzkim obrazuje drzewo genealogiczne.
Jest to rodzaj dendrogramu, w którym podstawa (pień) drzewa filogenetycznego symbolizuje wspólnego przodka taksonów znajdujących się wyżej (czyli bardziej współczesnych i wyżej stojących ewolucyjnie), konary odpowiadają taksonom potomnym; długość gałęzi, a czasem również kąt pomiędzy nimi, określają tempo zachodzących przemian ewolucyjnych.
Zazwyczaj na takim schemacie uwzględnia się także taksony wymarłe. Są one oznaczane znakiem †.