同源器官（homologous organ）指不同生物的某些器官在基本结构、与生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同，但在外形上有时并不相似，功能上也有差别。

脊椎动物的前肢虽然具有不同的外形，功能也并不尽同，但却有相同的基本结构，内部骨骼都是由肱骨、前臂骨（桡骨、尺骨）、腕骨、掌骨和指骨组成；各部分骨块和动物身体的相对位置相同；在胚胎发育上从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来。它们的一致性证明这些动物是从共同的祖先进化来的，但是这些动物在不同的环境中生活，向着不同的方向进化发展，适应于不同的功能，因而产生了表面形态上的分歧。

陆生脊椎动物的肺和鱼鳔也是同源器官。从胚胎发育来看，肺和鳔同出于胚胎期原肠管的突出；从进化上来看，两栖类的肺是从古代总鳍鱼的鳔演变而来。植物也同样有同源器官，例如，马铃薯的块茎和葡萄的卷须都是茎的变态；豌豆的卷须和小檗的刺都和叶是同源器官。在比较解剖学中特别注意同源器官的研究，它们为生物进化提供了直接的证据。另外，鸟的羽毛与爬行类鳞片也是同源的。

也叫 homologous structures: structures whcih meet different needs but develop from the same body parts, are known as homologous sturctures.