直系同源(orthologous) 指的是 不同物种之间的某一部分具有的同源性，不是整个物种之间的对比，只是其中的某些基因序列 例如 蛋白质 的同源性，DNA序列的同源性。
同源序列可分为两种：直系同源（orthology）和旁系同源（paralogy）。
直系同源的序列因物种形成（speciation）而被区分开（separated）：若一个基因原先存在于某个物种，而该物种分化为了两个物种，两个物种中的相同的基因功能未变化，那么新物种中的基因是直系同源的；
旁系同源的序列因基因复制（gene duplication）而被区分开（separated）：若生物体中的某个基因被复制了，功能改变了，那么两个副本序列就是旁系同源的。因此，旁系同源基因存在于同一个物种。直系同源的一对序列称为直系同源体（orthologs），旁系同源的一对序列称为旁系同源体（paralogs）。