La combinación de la teoría de la evolución de Charles Darwin (1809-1882) con los principios de la genética mendeliana se conoce como la síntesis neodarwiniana o la teoría sintética de la evolución.

Esta teoría intenta relacionar la teoría de la evolución con la paleontología, la sistemática y la genética. Los principales representantes de las síntesis fueron el genetista Theodosius Dobzhansky (1900-1975), el zoólogo Ernst Mayr (1904-2005), el paleontólogo George G. Simpson (1902-1984) y el botánico George Ledyard Stebbins, todos ellos de los Estados Unidos, y el zoólogo Julian Huxley (1887-1975) de Inglaterra.

Dobzhansky propuso que la evolución puede percibirse como un cambio de frecuencias génicas en el seno de una población. Mayr propuso, en su libro Sistemática y origen de las especies, dos nociones que permiten comprender cómo se forman las nuevas especies: el concepto biológico de especie y el modelo de especiación geográfica. Simpson aplicó a los fósiles las ideas de Dobzhansky sobre la evolución. Para los defensores de la teoría sintética, la evolución de las especies resulta de la interacción entre la variación genética que se origina en la recombinación de alelos y las mutaciones, y la selección natural. Huxley, hijo de Thomas "el bulldog" de Darwin y hermano del escritor Aldous, propuso en 1942 el término "síntesis".

Durante los pasados 60 años, la teoría sintética ha dominado el pensamiento científico acerca del proceso de evolución y ha sido enormemente productora de nuevas ideas y nuevos experimentos, a medida que los biólogos trabajan para desentrañar los detalles del proceso evolutivo.

Algunos aspectos de la teoría sintética fueron puestos en tela de juicio recientemente, en parte como resultado de nuevos avances en el conocimiento de los mecanismos genéticos producidos por los rápidos progresos en biología molecular y, en parte, como resultado de nuevas evaluaciones del registro fósil. Sin embargo, las controversias actuales, que se refieren principalmente al ritmo y a los mecanismos del cambio macroevolutivo y al papel desempeñado por el azar en la determinación de la dirección de la evolución, no afectan a los principios básicos de la teoría sintética.

En cambio, prometen proporcionarnos una comprensión mayor que la actual acerca de los mecanismos evolutivos. Ernst Mayr define al darwinismo como una concepción opuesta al finalismo que otorga a la selección natural un papel importante en la evolución, como una nueva visión del mundo, como anticreacionismo y como nueva metodología. Según Mayr las especies además de constituir las unidades básicas de clasificación representan también las unidades básicas de la evolución.

Uno de los principios clave de la síntesis neodarwiniana es que la nueva variación genética surge a través de la mutación aleatoria del ADN. Esta nueva variación puede ser objeto de la selección natural y, con el tiempo, puede dar lugar a la evolución de nuevas especies. La síntesis neodarwiniana ha tenido mucho éxito a la hora de explicar la evolución de muchos rasgos y especies.

Sin embargo, hay algunos aspectos de la evolución que la síntesis neodarwiniana no puede explicar. Por ejemplo, no puede explicar el origen de la nueva información genética ni la aparición de rasgos complejos en los organismos. Algunos científicos proponen ahora que otros mecanismos, como la transferencia horizontal de genes o la herencia epigenética, pueden ser importantes en la evolución de algunos rasgos y especies.

La síntesis neodarwiniana es una teoría importante en biología que explica muchas cosas sobre la evolución. Sin embargo, no es la única teoría de la evolución y todavía hay algunas cosas que no puede explicar. Los científicos trabajan constantemente para mejorar nuestra comprensión de la evolución y la síntesis neodarwiniana será sin duda actualizada y mejorada en el futuro.