Biologer definerer evolution som genetisk ændring i en befolkning på tværs af generationer. Over tid kan denne genetiske forandringsproces give anledning til nye gener, nye træk og nye arter, alt sammen med ændringer i den genetiske kode eller DNA. Flere mekanismer resulterer i evolutionære ændringer; af disse er en af de vigtigste naturlige valg.
Mutation
Celler kopierer deres DNA, når de deler sig; begge datterceller arver en identisk kopi. Nogle gange laver imidlertid cellens DNA-replikationsmaskiner fejl, så den ene eller begge datterceller har en ændret kopi af den originale kode. Disse fejl kaldes mutationer.
Over tid sikrer mutationer og seksuel reproduktion, at organismer ikke alle er genetisk identiske, selv når de stammer fra de samme forfædre. Hvis du sammenligner DNA fra forskellige organismer i befolkningen, finder du normalt mange forskelle. Med andre ord skaber mutationer i DNA genetisk mangfoldighed i en population.
Naturlig selektion
Ofte er nogle organismer bedre tilpasset til at overleve og reproducere sig i et givet miljø end andre. Disse veltilpassede organismer efterlader normalt flere afkom. Fordi disse organismer fra mere adaptive populationer videregiver deres DNA til deres afkom, vil de mutationer, de bærer, over tid blive mere almindelige. Mutationer, der gør en organisme dårligt tilpasset sit miljø, vil derimod have tendens til at blive mindre og mindre almindelig over tid. Denne proces kaldes naturlig udvælgelse.
Genotyper og fænotyper
En organisms genotype er samlingen af genetiske varianter, den besidder. Dens fænotype er derimod dens egenskaber - synlige træk ved organismen som øjenfarve, hårfarve, højde og så videre. Nogle træk kan påvirkes af miljømæssige faktorer. For eksempel, hvis du er underernæret som barn, kan din højde i voksenalderen være kortere end hvad du ville forudsige ud fra dine gener alene. Derfor kan der være mere end en fænotype for den samme genotype. Naturlig selektion virker på fænotyper, så den virker kun indirekte på genotypen.
Andre faktorer
Over tid kan en given version af et gen blive så vellykket, at alle andre versioner af det samme gen forsvinder fra befolkningen. Når dette sker, siges det vellykkede gen at være fikset. Det sker dog ofte, at nogle varianter af et gen kun giver deres ejere en lille fordel eller slet ingen fordel overhovedet. I dette tilfælde vil naturlig selektion muligvis ikke helt eliminere de andre varianter, og mange varianter af et gen kan fortsætte i populationen.