Doğal sınıflandırma, canlıları sadece dış görünüş benzerliklerine göre değil, akrabalık ilişkilerine yani evrimsel geçmişlerine göre gruplandıran bir sistemdir. Bu yöntemde, canlıların anatomi (iç ve dış yapı), embriyoloji (embriyo gelişimi), moleküler homoloji (DNA, RNA ve protein benzerlikleri) gibi birçok özelliği birlikte değerlendirilir.
Doğal sınıflandırmanın temelinde ortak ata kavramı yatar. İki canlı ne kadar çok ortak özelliğe sahipse, evrimsel süreçteki ortak ataları o kadar yakın bir zamanda yaşamış demektir. Bu nedenle bu sınıflandırma, canlıların soyağacını (filogeni) ortaya çıkarmayı hedefler.
Yapay sınıflandırma, canlıları sadece dış görünüş (morfoloji) ve yaşadıkları ortam gibi gözleme dayalı, basit benzerliklere göre gruplandırır. Bu sistemde analog organlar (kökenleri farklı, işlevleri aynı olan organlar, örneğin sinek ve kuş kanadı) yanıltıcı olabilir. Doğal sınıflandırma ise bu tür yanılgıları ortadan kaldırır.
Örnek:
Yapay sınıflandırmada balina, balıklarla aynı grupta (su canlısı) değerlendirilebilir. Oysa doğal sınıflandırmada balinanın;
gibi özellikleri incelenir ve balina, balıklardan çok insan, kedi gibi memelilerle aynı gruba konur.
Doğal sınıflandırma, canlıların gerçek ve bilimsel ilişkilerini gösteren, evrim teorisi ile doğrudan bağlantılı modern sınıflandırma yöntemidir. Günümüzdeki sınıflandırma sistemi (Taksonomi) büyük ölçüde bu ilkeye dayanır.