Vertaileva fysiologia on tieteen haara, joka tutkii elävien olentojen ja niiden toiminnan yhtäläisyyksiä ja eroja. Vertaileva fysiologia on tutkimusalueena fysiologian alaluokka: elävien organismien toiminnallisten prosessien tutkimus. Itse kurinalaisuus sisältää monia erilaisia tieteellisiä areenoja, mukaan lukien evoluutio, ympäristötutkimukset ja arkeologia.
Välttämättömyyden ja uteliaisuuden yhdistelmä synnytti vertailevan fysiologian. Lääkärit tarvitsivat uusia tapoja hoitaa ihmispotilaita, joten eläimet, joilla oli monia ominaisuuksia ihmisten kanssa, olivat kypsä alue tutkimukselle. Näin tuli Kroghin periaate, joka määrää helppopääsyisten elävien olentojen käytön tieteellisiin tai lääketieteellisiin kysymyksiin vastaamiseen. Lopulta tämä käytännön käyttö vertailuihin kukoisti yleiseksi tieteelliseksi uteliaisuudeksi eri eläinlajien samankaltaisuuksien ja erojen suhteen.
Vertailevat fysiologit tutkivat ja vertaavat monenlaisia toimintoja organismeissa. Lähes mikä tahansa kehon osa palvelee jotakin tärkeää käyttöä, ja lähes kaikilla elävillä organismeilla on perustarpeet, kuten ruoka, hengitys, sisäinen lämpötilan säätö ja sydämen ylläpito. Tutkimalla prosesseja, jotka ohjaavat näitä tarpeita-kuten solupohjaista vaihtoa ja verenkiertoa-tutkijat voivat kerätä valtavan määrän vertailevaa tietoa.
Tietyssä mielessä suhteet määrittelevät vertailevan fysiologian. Alkeellisimmalla tasolla tämä kenttä on tutkimus elävän olennon ja oman kehon välisestä suhteesta. Oikeat vertailut voidaan saavuttaa vain, kun tutkija ymmärtää, miten kunkin organismin fyysinen keho sallii sen suorittaa päivittäiseen elämään välttämättömät toimet. Vertailevan fysiologian fysiologinen komponentti voi siis vaihdella siitä, miten organismit käyttävät raajoja tai muita lisäyksiä liikkuakseen siihen, miten organismit hengittävät.
Vertailevan fysiologian toinen tärkeä näkökohta on eliöiden ja niiden ympäristön välinen suhde tai ekofysiologia. Samalla fyysisellä asetuksella voi olla hyvin erilaisia vaikutuksia erilaisiin organismeihin. Esimerkiksi kaloilla on paljon synkeämpi tulos aavikkoympäristössä kuin sen kotiympäristössä. Sitä vastoin ankarampaan ilmastoon sopeutunut maan lisko olisi huonosti varustettu käsittelemään vesiympäristöä sen anatomisen rakenteen vuoksi. Sellaisenaan ekofysiologia ja sen tutkimus sopeutumisen näkökohdista voivat tarjota paremman ymmärryksen kaikista eläinryhmistä vertailevassa fysiologiassa.
Eräs vertailevan fysiologian ala on saanut ajan myötä enemmän huomiota: fylogeenisten vertailevien menetelmien käyttö. Tutkijat käyttävät näitä menetelmiä tutkiakseen mahdollisia evoluutiosuhteita eri elävien organismien välillä ja dokumentoidakseen kaikki merkittävät muutokset, joita tietylle eläinryhmälle on saattanut tehdä sen alkamisen jälkeen. Tutkijat voivat tutkia tiettyjen organismien fyysisiä samankaltaisuuksia tai sitä, miten tietyt organismit ovat kehittäneet samanlaisia toiminnallisia osia, kuten keuhkot tai kidukset hengitystarkoituksiin. Tämän seurauksena tutkimus voi paljastaa yhteisiä esi -isiä eri lajien keskuudessa ja lujittaa evoluutioyhteyden. Fossiilisten jäännösten ja muiden arkeologisten todisteiden tutkiminen voi myös auttaa vertailevia fysiologeja ymmärtämään, kuinka eläinryhmä on muuttunut ja sopeutunut muinaisista ajoista nykypäivään.