Deux gènes sont dits orthologues s'ils remplissent les deux conditions suivantes :
Exemple d'orthologie
Par exemple, une population d'une espèce a subit une spéciation, qui donne naissance à deux nouvelles espèces b et c, dont l'ancêtre commun est donc a.
Les gènes issus de a que l'on retrouve sous une forme peut-être sensiblement différente (car ils ont évolué après la spéciation) chez b et c sont dits orthologues.