Дарвинизм сделал проблему филогении центральной задачей всего комплекса морфологических дисциплин, и морфологам удалось справиться с ней в первом приближении в исторически небольшой срок: они обосновали единство животного мира, восстановили его филогенетическое древо, а также филогению многих органов. Успехи филогенетического направления открывали широкие перспективы для дальнейшего прогресса морфологии на эволюционной основе. Между тем, уже с 80-х годов XIX в. в морфологии стал намечаться кризис. Стали высказываться сомнения в плодотворности метода тройного параллелизма. На рубеже XIX и XX столетий в биологии произошел сдвиг в сторону экспериментальных исследований. В нее все шире проникали математический метод, методы физики и химии. Прогресс экспериментальной биологии, стремление к причинному объяснению жизненных явлений обострил и противоречие между механицизмом и витализмом. Появились тенденции к противопоставлению «традиционной» и «современной» биологии. К первой причисляли те области биологии, в которых преобладают методы наблюдения и сравнения, ко второй — области, опирающиеся на эксперимент. Морфологию зачастую стали относить к разряду отживающих дисциплин.
Однако пессимистические прогнозы в отношении морфологии не оправдались. Началом века датируются активные поиски новых, отвечающих современному уровню биологической науки путей развития морфологии, которые сопровождались острой теоретической борьбой.
Одна из примечательных черт морфологии в первой половине XX в. использование новых методов исследования. Другая особенность повышение интереса к проблеме целостности. Вновь критически обсуждаются коренные вопросы филогенетики. Теория эволюции все шире проникает в разные отрасли морфологии. Оживают идеалистические представления, чему способствовали представители современной школы типологов (А. Нэф). В противовес идеалистическом типологии развилась критическая типология (Г. Вебер, Р. Сокал, А. Ремане). Получило дальнейшее развитие филогенетическое направление. В начале XX в. в его рамках возникло новое оригинальное направление исследований — эволюционная морфология, в котором с наибольшей полнотой и продуктивностью воплотились принципы дарвинизма.
Видный современный представитель идеалистической типологии, немецкий морфолог А. Нэф (1919, 1931) в поисках путей развития морфологии вне связи с филогенетическим направлением возвратился к принципам до дарвиновской морфологии. По его мнению, построение естественной системы животного мира должно идти независимо от эволюционной теории. Нэф отверг в понятии гомологии историческое содержание. Гомология для него — не отражение реальных отношений, а лишь термин, облегчающий систематизацию. Зато в понимании типа он заметно отошел от представлений классической морфологии эпохи Оуэна и Агассиса. Тип, по Нэфу, — это не просто идеальный план строения, абстрактная, безжизненная схема, а организация вполне реального существа.
За необходимость реорганизации морфологии высказался и немецкий ученый из ФРГ Г. Вебер (1958), представляющий так называемую конструкционную морфологию (или «эволюционно-понятийно-типологическую морфологию»). Это новое направление родилось в результате сочетания «чистой» морфологии со сравнительной функциональной анатомией, отвечающего стремлению Вебера к синтезу морфологии и физиологии. Вебер руководствуется типологическим методом и считает его первичным, но в отличие от Нэфа признает необходимость истолкования полученных при помощи этого метода данных в духе эволюционного учения. Вебер рассматривает тип как единство в пределах определенного многообразия форм, как выражение идеального родства. От типа мыслится переход к палеотипу и конкретным предковым формам.
Неудовлетворенность филогенетическим подходом к исследованию отношений между группами организмов привела современного американского морфолога Р. Сокала (1962) к «числовой таксономии». Сокал отдает предпочтение классификации, основывающейся не на происхождении, а на сходстве. Филогения, по его убеждению, недостаточна в качестве основы классификации ввиду ее гипотетичности. Утвердившееся в филогенетике определение гомологии исключает использование последней в качестве инструмента научного исследования. Гомология должна рассматриваться лишь как соответствие частей в общем плане. Считая, что филогенетические принципы являются камнем преткновения таксономии, Сокал для установления иерархического порядка среди таксономических единиц прибег к числовым методам оценки сродства или сходства между ними. Принятые методы в значительной мере определяют развиваемую нм концепцию типа. Последний приобретает облик сложной конструкции, опирающейся на многомерный каркас с осями в виде признаков.