分子演化是指细胞分子（如DNA、RNA和蛋白质）的序列组成在不同世代间发生改变，或是指研究此现象的学门。此研究领域主要使用演化生物学和族群遗传学的原理来解释分子演化的规律，主要的研究主题有点突变的发生率和影响、中性漂变和自然选择的相对重要性、新基因的起源、复杂性状的可遗传性、物种形成的遗传基础、发育过程的演化、以及演化力量对基因体及性状的影响。
发展史.分子演化发源自20世纪初的「比较生物化学」，在1960至70年代成形。蛋白质定序技术的发展让分子生物学家得以用序列比对来进行种系发