Cây phát sinh hệ thống (chữ Anh: Phylogenetic tree), hoặc gọi là cây hệ thống, cây tiến hoá,[1] là một loại biểu đồ hình cây trình bày quan hệ huyết thống giữa các cá thể khác loài hoặc cùng loài khác sắc tộc, là phương pháp miêu tả mối quan hệ tương quan giữa các sinh vật khác nhau trong Thông tin học sinh vật. Thông qua Phân loại học hệ thống, công tác phân loại, phân tích có thể giúp con người hiểu rõ quá trình lịch sử tiến hoá của tất cả sinh vật. Lĩnh vực học thuật phân tích quan hệ huyết thống cá thể gọi là Phát sinh học hệ thống, được ứng dụng cho nghiên cứu nhiều lĩnh vực, ví dụ như Phân loại học chi tự, Dịch tễ học và Sinh thái học. Tất cả sự sống trên Trái Đất đều là một bộ phận của Cây phát sinh hệ thống, chứng tỏ có tổ tiên chung.Trong biểu đồ hình cây, mỗi một nút đại diện tổ tiên chung gần nhất của mỗi phân nhánh, và chiều dài đoạn thẳng giữa các nút tương ứng với khoảng cách tiến hoá (chẳng hạn như thời gian tiến hoá ước tính).[2]