Az evolúció az a folyamat, amelyben a biológiai populációk örökölhető tulajdonságai megváltoznak az egymást követő generációk során. Az evolúció folyamatának működése következtében az élővilág összetétele folyamatosan változik, a fajok folyamatosan átalakulnak, új fajok keletkeznek és halnak ki. A változások egy része esetleges. Például fajok tömegei tűnhetnek el természeti katasztrófák (meteoritbecsapódás, eljegesedés, felmelegedés, kiszáradás, emberi cselekedetek) hatására. Az evolúciós változások más része adaptív: fajok tömege képződhet „a létért való küzdelem során” például egy-egy terület, élőhely újbóli benépesítésekor.
Az evolúciógenetika az evolúció alaplépéseit egy-egy populáció genetikai összetételének – az allélek gyakoriságának – változásával definiálja. A tulajdonságok, jellegek géneken keresztül fejeződnek ki, melyek a reprodukció során másolással adódnak tovább a következő nemzedékbe. Az ivarsejtek képződésekor az örökítő anyag, azaz a DNS replikációja során apró, részben véletlenszerű változások, mutációk történhetnek. Ezek a genetikai változások új morfológiai, fiziológiai vagy viselkedési változatok megjelenését eredményezik, melyek hordozóik sikeres szaporodása révén átkerülnek a következő nemzedékekbe is. A mutációs változás fennmaradása azonban nem garantált egy populációban, hiszen egyetlen egyedben keletkezik, nem biztos, hogy öröklődik, ha öröklődik is, nem feltétlenül lesznek utódai. Ezért a fajképződés sokkal inkább a mindig jelen lévő változatosságra támaszkodik. Minden populáció egyedei eltérőek, egyéniek, ezen egyéni tulajdonságok előnyös vagy előnytelen volta biztosítja a fennmaradást. Evolúciós változást eredményez a populációk véges létszámának köszönhető irányítatlan, genetikai sodródás is. Ilyenkor az egymással egyenértékű molekuláris változatok aránya véletlenszerűen változik ide-oda – azaz sodródik – generációról generációra.
A túlélési és(/vagy) szaporodási esélyt növelő mutánsok gyakorisága viszont tendenciózusan növekszik nemzedékről-nemzedékre. Azon változatok, melyek csökkentik a túlélési vagy szaporodási esélyeket, ritkábbá válnak a populációban. Ez a természetes szelekciónak nevezett folyamat azt eredményezi, hogy az adott környezetnek legjobban megfelelő öröklődő változat terjed el egy-egy populációban, azaz a szelekció a környezethez való alkalmazkodáshoz, adaptációhoz vezet. A változatok közti verseny új ökológiai fülkék, más szóval niche-ek elfoglalásához is vezethet, s végső soron új fajok kialakulását eredményezheti.Az evolúció természetes kiválasztódáson alapuló elméletét először Charles Darwin és Alfred Russel Wallace vetette fel, a fajok eredetének, azaz a divergencia mechanizmusának részletes leírására először Darwin A fajok eredete (1859) című könyvének harmadik és negyedik fejezetében került sor. Darwin és Wallace munkássága alapján a természetes szelekció általi evolúció a tudományos közösségben és a laikus közönség széles körében egyaránt általánosan elfogadott ténnyé vált.
Az 1930-as években a darwini szelekciót és a mendeli öröklődés elméletét a modern evolúciós szintézis foglalta közös keretbe, kapcsolatot teremtve ezzel az evolúció egységei (gének) és az evolúció mechanizmusa (természetes kiválasztódás) között. Ez az erőteljes magyarázó és bejósló erejű elmélet a modern biológia rendezőelvévé, s a földi élet sokszínűségének és történetének tudományos magyarázatává vált.
