系統發生學（英語：phylogenetics）又稱種系發生學、譜系發生學、親緣關係學，簡稱譜系學或發生學，是研究及推理生物個體或群體（例如物種或族群）間演化史及關係的科學方法，屬於系統分類學的一部分。

系統發生學的推理方法，通常在性狀演變的特定模型下，評估可觀察到的遺傳性狀（例如DNA序列或生物形態）來「假定」這些生物間的關係。這種分析推理方法的結果，就是系統發生（phylogeny），也稱為系統發生樹（phylogenetic tree）——可顯示一群生物演化史的關係圖解假說。系統發生樹的尖端可以是生物體或化石，且代表演化譜系中的現今生物或「末端」生物。

利用系統發生學來分析種系的基本原則是：兩個演化支具有「相同的性狀狀態」是它們對於「共有祖先同一狀態」的保留；而現存生物的性狀就是演化史的紀錄，可作為重建演化史的依據。由系統發生分析的原則，建構了支序分類學的基本邏輯；而系統發生分析已成為理解生物多樣性、演化、生態學和基因組的核心。

系統發生學這個概念不單止用於生物種系的發生與發展，還會用在系統分類學各個層面的分類單元上面。它也會被用到某一性狀在種系發生過程中的演化這一方面。