pierwsze organizmy blisko spokrewnionych grup A i B prawdopodobnie wyglądały podobnie, więc nawet dysponując skamieniałościami możemy datę ich dywergencji wyznaczyć błędnie. Ewolucja organizmów jednokomórkowych nie pozostawiła praktycznie żadnego śladu w skamieniałościach.
Bardziej zaawansowana metoda wykorzystuje dane z genów współczesnych organizmów. Porównując sekwencje genetyczne możliwe jest ustalenie składu drzew ewolucyjnych. Na podstawie drzew genetycznych potrafimy wyznaczać momenty powstania poszczególnych grup organizmów i poszczególnych cech. Informacje o względnej kolejności pojawiania się poszczególnych cech są bardzo dobre, ale dość słabo wypadły próby bezwzględnej oceny czasu różnych wydarzeń. Idea zegara molekularnego jest następująca: większość zmian sekwencji par zasad w DNA nie wpływa na funkcjonalność genów. Np. dwie trójki zasad mogą kodować ten sam aminokwas. Takie zmiany powinny więc się losowo akumulować w stałym tempie. Okazało się jednak, że tempo to wcale nie jest stałe, i obecnie używane modele są o wiele bardziej skomplikowane. Zwykle używa się więc zegarów genetycznych o nierównomiernych tempach zmian kalibrowanych na podstawie danych pochodzących z badań skamieniałości.