Der Begriff Phylogenese kommt von den altgriechischen Wörtern ‘phýlon‘ und ‘génesis‘, die ‚Stamm‘ und ‚Ursprung‘ bedeuten. Die Phylogenese beschäftigt sich mit der Stammesgeschichte, also der Entwicklung von Lebewesen.

Der Begründer der Phylogenese war der Biologe und Arzt Ernst Haeckel (1834-1919). In seinem ehemaligen Jenaer Wohnhaus, dem Ernst-Haeckel-Haus, gründete er das Phyletische Museum. Das Haus übergab er zusammen mit der phyletischen Sammlung im Jahr 1908 der Universität Jena.

Zur Sammlung des Museums gehören mehr als 600.000 Objekte, zum Beispiel Walknochen, das Skelett eines Auerochens oder Schaukästen mit Insekten. In der zoologisch-paläontologischen Sammlung können die Besucher und Bescuherinnen sehen, wie sich einzelne Tiere vom Erdaltertum bis in unsere heutige Zeit entwickelt haben. Es gibt auch einen Bereich mit Pflanzen aus der Region Thüringen sowie aus der ganzen Welt.

In der Sammlung befinden sich viele histologische Schnitte.
Diese Objekte werden für die wissenschaftliche Untersuchung unter dem Mikroskop angefertigt, zum Beispiel von sehr kleinen Lebewesen wie Insekten.
Von besonderer wissenschaftlicher Bedeutung sind die 440 Typusexemplare, also ausgewählte Tiere oder Pflanzen, die man zur Beschreibung einer ganzen  Tierart oder Pflanzenart benutzt.

Heute ist die phyletische Sammlung ein Teil des Institutes für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie und wird intensiv in Forschung und Lehre genutzt.
Außerdem ist das Phyletische Museum eine der am meisten besuchten Einrichtungen der Stadt.