שעונים אבולוציוניים הם רצפים גנטיים בגנים שיכולים לעזור לקבוע מתי בעבר המינים חצו מאב קדמון משותף. ישנם דפוסים מסוימים של רצפי נוקליאוטידים הנפוצים בקרב מינים קשורים שנראים משתנים בפרק זמן קבוע. הידיעה מתי רצפים אלה השתנו ביחס ל סולם זמן גיאולוגי יכול לעזור לקבוע את גיל מקור המין ומתי התרחש מפרט.
שעונים אבולוציוניים התגלו בשנת 1962 על ידי לינוס פאולינג ואמיל צוקרקנדל. תוך כדי לימוד רצף חומצות האמינו בהמוגלובין של מינים שונים. הם הבחינו כי נראה היה שינוי ברצף ההמוגלובין במרווחי זמן קבועים לאורך תיעוד המאובנים. זה הוביל לטענה כי השינוי האבולוציוני של חלבונים היה קבוע לאורך כל הזמן הגיאולוגי.
בעזרת ידע זה, מדענים יכולים לחזות מתי שני מינים נבדלו על עץ הפילוגנטי של החיים. מספר ההבדלים ברצף הנוקלאוטידים של חלבון ההמוגלובין מסמן פרק זמן מסוים שחלף מאז התפצלו שני המינים מהאב הקדמון המשותף. זיהוי ההבדלים הללו וחישוב הזמן יכול לעזור להציב אורגניזמים במקום הנכון על העץ הפילוגנטי ביחס למינים הקשורים זה לזה ובאבות הקדומים.
ישנם גם גבולות לכמה מידע שעשוי אבולוציוני יכול לספק על כל מין. לרוב זה לא יכול לתת גיל או זמן מדויקים שבהם הוא התפצל מהעץ הפילוגנטי. זה יכול לערך רק את הזמן ביחס למינים אחרים באותו עץ. לעתים קרובות, השעון האבולוציוני מוגדר על פי עדויות קונקרטיות מהתיעוד המאובנים. לאחר מכן ניתן להשוות בין תיארוך רדיומטרי של מאובנים לשעון האבולוציוני בכדי לקבל הערכה טובה לגיל הסטייה.
למרות שגורמים אלה מגבילים ברוב המקרים, ישנם דרכים להסביר אותם סטטיסטית בעת חישוב הזמנים. אם גורמים אלה אכן נכנסים לשחק, אולם השעון האבולוציוני אינו קבוע כמו במקרים אחרים אלא משתנה בתקופתו.
לימוד השעון האבולוציוני יכול לתת למדענים מושג טוב יותר מתי ומדוע התרחש מפרט לגבי חלקים מסוימים בעץ הפילוגנטי של החיים. שונות זו עשויה להיות מסוגלת לתת רמזים למתרחש באירועים גדולים בהיסטוריה, כגון הכחדות המוניות.