La teoría evolutiva de Dobzhansky explica que la evolución es el cambio de las frecuencias de alelos dentro del acervo génico de una población, de una generación a otra. Theodosius Dobzhansky, con su libro Genética y el origen de las especies de 1937, unió a Darwin con la genética y dio origen a la síntesis moderna: la selección natural elige las mejores versiones de los genes y así transforma a toda la población.

Para entenderlo se usa la analogía de la caja de fichas o LEGO: cada pieza es un gen, cada color es un alelo y la caja completa del salón es el acervo génico. Evolucionar no es que un individuo cambie su pieza, sino que toda la caja cambia sus proporciones porque las piezas útiles se vuelven más comunes. Los conceptos clave son gen, alelo, población, acervo génico y frecuencia alélica expresada como p y q, además del polimorfismo que Dobzhansky observó en Drosophila pseudoobscura, donde conviven varias versiones de un mismo gen.

El proceso ocurre en cinco pasos: existe variación, la mutación crea alelos nuevos y la recombinación los mezcla, la selección natural, la deriva génica y el flujo génico cambian las proporciones, y así cambia la frecuencia alélica. Si p cambia, hubo microevolución. Las fuerzas que actúan son mutación, recombinación, selección, deriva, flujo y aislamiento. Se mide con p + q = 1 y p2 + 2pq + q2 = 1; si dos poblaciones aisladas acumulan cambios distintos se produce aislamiento reproductivo y especiación, que es mucha microevolución acumulada.