In der biologischen Taxonomie – auch wissenschaftliche Klassifikation oder biologische Klassifikation genannt – bedeutet Monophylie, dass eine Gruppe ausschließlich eine Art und alle ihre Vorfahren umfasst, während Polyphylie bedeutet, dass eine Gruppe eine „Grabbag“ verschiedener Familien enthalten kann. Diese werden als monophyletische bzw. polyphyletische Gruppen bezeichnet. Ein Beispiel für eine polyphyletische Gruppe wären „Würmer“ oder „Warmblüter“, während eine monophyletische Gruppe „Säugetiere“ oder „Krebstiere“ wären.
In der Geschichte der biologischen Taxonomie wurde versucht, polyphyletische Gruppen zugunsten monophyletischer zu eliminieren. Seit den 1970er Jahren wird dies durch genetische Methoden – auch phylogenetische Analyse oder „molekulare Studien“ genannt – erheblich erleichtert, die ähnlich lange DNA untersuchen, um herauszufinden, wie Tiere miteinander verwandt sind. Viele Gruppen, die oberflächlich ähnlich aussehen, können sich in der Praxis als völlig beziehungslos erweisen. Pygopodidae zum Beispiel, eine Familie von beinlosen Eidechsen, ähneln Schlangen, unterscheiden sich jedoch von ihnen durch blinkende Augenlider (die Schlangen fehlen), äußere Ohrlöcher, flache, ungegabelte Zungen und verkümmerte Gliedmaßen. Für den Amateur kann es etwas schwierig sein, den Unterschied zu erkennen, aber für einen professionellen Biologen kann es klar sein.
Eines der gängigsten Beispiele für eine polyphyletische Gruppe sind warmblütige Tiere, zu denen sowohl Vögel als auch Säugetiere gehören. Beide Arten haben einen gemeinsamen Vorfahren, der vor sehr langer Zeit im Paläozoikum lebte. Vögel, obwohl warmblütig, entwickelten sich aus kaltblütigen Vorfahren, den Dinosauriern, die mit Säugetieren kaum monophyletisch sind. Somit gehören Vögel und Säugetiere zu ganz unterschiedlichen Gruppen, aber beide fallen in die allgemeine Kategorie der Warmblüter.
Eine spezifische biologische Taxonomie ist das Ziel von Taxonomen, aber oft im Widerspruch zu allgemeiner Weisheit oder mangelnder Strenge. Zum Beispiel auf die Frage „Gibt es Meeresinsekten?“ Einige mögen antworten: „Na klar, Hummer sind wie Insekten.“ Obwohl diese Antwort für einen zufälligen Beobachter ausreichend erscheinen mag, reicht sie aus, um eine Karriere-Taxonomin dazu zu bringen, ihren Kaffee praktisch auszuspucken.
Insekten sind Mitglieder der Klasse Insecta, während Hummer ein Mitglied des Unterstamms der Crustacea sind, einer völlig anderen Gruppe. Obwohl beide Arthropoden sind und wahrscheinlich verwandt sind, sind die Gruppen ziemlich unterschiedlich, wobei eine hauptsächlich terrestrisch und die andere aquatisch ist. Beiläufig als monophyletische Gruppe zu bezeichnen, ist die Art von Gewohnheit, gegen die Taxonomen kämpfen, indem sie die Beziehungen zwischen Tieren genauer beschreiben, was uns hilft, sie besser zu verstehen.