Evolutionaire klokken zijn genetische sequenties binnen genen die kunnen helpen bepalen wanneer soorten in het verleden afweken van een gemeenschappelijke voorouder. Er zijn bepaalde patronen van nucleotidesequenties die veel voorkomen bij verwante soorten die met een regelmatig tijdsinterval lijken te veranderen. Weten wanneer deze sequenties veranderden in relatie tot de Geologische tijdschaal kan helpen bij het bepalen van de leeftijd van de oorsprong van de soort en wanneer soortvorming plaatsvond.
Evolutionaire klokken werden in 1962 ontdekt door Linus Pauling en Emile Zuckerkandl. Tijdens het bestuderen van de aminozuursequentie in hemoglobine van verschillende soorten. Ze merkten op dat er in het hele fossielenbestand op regelmatige tijdsintervallen een verandering in de hemoglobinesequentie leek te zijn. Dit leidde tot de bewering dat de evolutionaire verandering van eiwitten constant was gedurende de geologische tijd.
Met behulp van deze kennis kunnen wetenschappers voorspellen wanneer twee soorten uiteen liepen op de fylogenetische levensboom. Het aantal verschillen in de nucleotidesequentie van het hemoglobine-eiwit geeft een bepaalde hoeveelheid tijd aan die is verstreken sinds de twee soorten zich van de gemeenschappelijke voorouder hebben gescheiden. Het identificeren van deze verschillen en het berekenen van de tijd kan helpen bij het plaatsen van organismen op de juiste plaats op de fylogenetische boom met betrekking tot nauw verwante soorten en de gemeenschappelijke voorouder.
Er zijn ook grenzen aan hoeveel informatie een evolutionaire klok over een soort kan geven. Meestal kan het geen exacte leeftijd of tijd aangeven wanneer het van de fylogenetische boom is afgesplitst. Het kan alleen de tijd benaderen ten opzichte van andere soorten op dezelfde boom. Vaak wordt de evolutionaire klok ingesteld volgens concreet bewijs uit het fossielenbestand. Radiometrische datering van fossielen kan vervolgens worden vergeleken met de evolutionaire klok om een goede schatting te krijgen van de leeftijd van de divergentie.
Hoewel deze factoren in de meeste gevallen beperkend zijn, zijn er manieren om er statistisch rekening mee te houden bij het berekenen van tijden. Als deze factoren echter een rol spelen, is de evolutionaire klok niet constant zoals in andere gevallen, maar is deze variabel in zijn tijd.
Het bestuderen van de evolutionaire klok kan wetenschappers een beter idee geven van wanneer en waarom soortvorming voorkwam voor sommige delen van de fylogenetische levensboom. Deze verschillen kunnen mogelijk aanwijzingen geven over wanneer belangrijke gebeurtenissen in de geschiedenis hebben plaatsgevonden, zoals massale uitsterving.