da farklı genlerin yeniden birleştirilmiş (rekombinasyon) parçalarının, yeni fonksiyonlara sahip yeni kombinasyonlar oluşturmasıyla.

Burada, protein kümeleri, yeni kazanılmış özelliklere sahip yeni oluşan proteinleri kodlayan genleri üretmek için birbirleriyle birleştirilebilen ve her birinin özel ve bağımsız işlevleri olan modüller gibi hareket ederler. Örneğin, insan gözü ışığı algılayan yapılar oluşturmak için 4 adet değişik gen kullanır: Bu genlerden 3'ü renkli görmek için ve 1 tanesi de gece görüşü için. Bu dört genin hepsi de tek bir atasal genden türemiştir. Bir genin (hatta tüm bir genomun) kopyalanmasının diğer bir avantajı ise yedeklemeyi artırmasıdır. Bu da, bir gen çiftinin, diğer kopyalar başlangıçtaki özgün işlevlerini yerine getirirken diğerlerinin yeni bir fonksiyon kazanmasını sağlar. Diğer tip mutasyonlar, bazen daha önce kodlanmamış DNA'dan yeni genler oluşturur.

Gen akışı, genellikle aynı türün popülasyonları arasında gerçekleşen gen alış verişidir. Bir tür içindeki gen akışına örnekler, göçler ve bu göç sonrası gerçekleşen üremeler ile bitkilerde polen alış verişidir. Türler arasındaki gen transferi için örnekler ise, hibrid organizmaların oluşumu ve yatay gen transferidir.

Bir popülasyon içine ve dışına olan göçler, alel frekansları değiştirebilecekleri gibi bir popülasyon içine genetik varyasyonlar da getirirler. Bunun yanında, göçler, popülasyonun gen havuzuna yeni genetik materyal de getirirler. Farklılaşan iki popülasyon arasındaki üreme engellerinin mevcut olması, yeni türlerin oluşması için gerekli olduğundan, gen akışı, popülasyonlar arasındaki genetik farklılıkları yayarak bu süreci yavaşlatabilir. Gen akışı, dağ sıraları, okyanuslar, çöller veya bitki genlerinin akışını engellemiş olan Çin Seddi gibi, insanlar tarafından yapay olarak oluşturulmuş yapılar tarafından engellenebilir.

İki türün, ayrıldıkları en son ortak atadan beri birbirlerinden ne kadar uzaklaşıp farklılaşmış olmalarına bağlı olarak, at ile eşeğin çiftleşmesi sonucu katırın oluşması gibi, bu türler birbirleriyle hala yavru döller oluşturabilirler. Bu tür melezler, iki farklı kromozom dizilerinin mayoz bölünme sırasında çift oluşturamadıklarından genellikle kısırdır. Bu durumda, birbirleriyle yakın akraba olan türler, düzenli olarak birbirleriyle de çiftleşiyor olsa da ortaya çıkan melezler, daima karşı seçilime uğrayacak ve türler farklı kalacaktır.Ancak, kimi zaman bu çiftleşmelerden yaşama yeteneğine sahip melezler de oluşur ve oluşan bu yeni türler, ya ebeveyn türler arasındaki ara özellikler gösterirler ya da tamamen yeni bir fenotipe sahip olurlar. Yeni hayvan türlerinin oluşmasında melezleşmenin önemi, özellikle iyi bilinen bir örnek olarak gri ağaç kurbağasında ("Hyla versicolor") olduğu gibi, birçok hayvan türlerinde görülmüş olmasına rağmen bu mekanizmaların tam olarak nasıl işlediği belirsiz olup henüz açıklığa kavuşmamıştır.

Ancak hibridleşme, bitkilerde poliploidi hayvanlarda olduğundan daha kolay tolere edilebildiği için ancak bitkilerin türleşmesinde daha önemli bir araçtır. Poliploidi, her birinin mayoz bölünme sırasında özdeş bir eşle çiftleştiği iki farklı kromozom dizisi ile üremeyi sağladığı için melezler için önemlidir. Poliploidler, küçük popülasyonların akrabalı yetiştirme depresyonunu engellemelerine izin veren genetik çeşitliliğe sahiptirler.

Yatay gen transferi, bir canlının onun yavrusu olmayan başka bir canlıya genetik materyal transfer etmesidir. Bu bakteriler arasında en yaygın olanıdır. Tıpta, bu durum, rezistans genler kazanan bir bakterinin, bu genleri hızla diğer türlere aktardığı antibiyotik direncin yayılmasında olayında görülür. Bir maya türü olan Saccharomyces cerevisiae ile fasulye böceği Callosobruchus chinensis arasında olduğu gibi bakterilerden ökaryotlara, iki değişik alem arasında da yatay gen transferleri olmuştur. Daha büyük ölçekte gerçekleşen yatay gen transferlerine örnek, genlerindeki dizileri, bakteriler, mantarlar ve bitkiler gibi üç ayrı alemden almış olan ökaryotik Bdelloida türü rotiferalardır (tekerlekli hayvan). Aynı zamanda virüsler de gen transferi ile farklı biyolojik alemler içindeki canlılar arasında DNA taşıyabilirler. Büyük ölçekli gen transferleri, ökaryotik hücreler ile bakterilerin ataları arasında gerçekleşen kloroplast ve mitokondri devralımı sırasında da gerçekleşmiştir.

Biyolojik türler, üreme kabiliyetlerine göre tanımlanabilirler. Üreme bariyeri ve çeşitli biyolojik faktörler (genetik bariyer) yeni türlerin oluşmasını engeller. Yani iki farklı tür canlının nefes alan ve üreyebilen sağlıklı yavrular oluşturması mümkün olmaz. Bu bariyerler (üreme ve genetik bariyerleri) farklı türler arasında gen akışını engeller, hibrit canlıların oluşmasını sınırlandırır. Bu bariyerler tek başına tüm gen akışını engelleyemeyebilir. Hepsi birlikte türün genlerini koruyarak, popülasyon içerisinde izole olmasını sağlarlar.

Türü izole edip koruyan bariyerler iki grupta incelenir : 
Hibrit (melez tür) oluşumuna örnek kara ayısı ile kutup ayısı melezi "grolar bear" verilir. Uzak türler arasında mesela balık ile amfibiler arasında gen akışı ve gen transferlerine rastlanmamasının nedeni doğada yukarıda anlatılan bariyerler ile kontrol altında tutulmasıdır.

Popülasyon genetiğinin temel modelleri, bir seferde sadece tek bir gen lokusunu dikkate alır. Epistazi baskılaması yüzünden, bir lokustaki alelin fenotipe olan etkisi, diğer birçok lokuslar üzerinde ne tür alellerin mevcut olduğuna bağlı olabilir. Eğer tüm genler bağlantı dengeliği içinde bulunuyorsa, bu durumda bir lokus üzerinde yer alan belli bir alelin etkisi, diğer lokuslar üzerindeki gen havuzunun ortalaması üzerinden belirlenebilir. Gerçekte, bir alel, çoğu kez diğer lokuslardaki genlerle, özellikle aynı kromozom üzerinde ve yakınlarda yer alan genlerle, bağlantı dengeliği içinde bulunur. Rekombinasyon, yakın bir yerdeki lokusta, seçilim altında bulunan bir alele genetik bağlantı ile bağlı olduğundan, başka bir lokustaki alelin yüksek frekansa ulaştığı genetik otostopu önlemede, bu bağlantı dengesini ancak çok yavaş sona erdirir. Bu ise, bir seferde sadece tek bir gen lokusunu dikkate alan popülasyon genetiği modelleri için bir sorun teşkil eder. Ancak, seçici süpürme yoluyla, doğal seçilimin eylemlerini tespit edebilmenin bir yöntemi olarak bu durumdan yararlanılabilir. Öncelikle eşeysiz üreyen popülasyonların aşırı bir durumunda, çeşitli popülasyon genetik denklemleri türetilebilir ve çözülebilir ve bu denklemler de, eşeyli üreyen popülasyonlara nazaran epey farklı işlerler.

Göç yolundaki fiziksel engeller yüzünden ve bireylerin hareket etmede ve yayılmalarında sınırlanmış eğilimler mevcut olduğundan, bunun yanında genel olarak canlı bireyler doğdukları yerlerde kalma veya buralara geri dönme eğilimi gösterdiklerinden (filopatri), farklı yaşam ortamlarındaki doğal popülasyonlar, teorik rastlantısal modellere uygun olarak ancak nadir bir şekilde birbirleriyle eşleşebilirler (panmiksi) (Buston "et al"., 2007). Genellikle, bireylerin birbirlerine genel popülasyondan rastgele seçilmiş olan diğerlerinden daha yakın akraba olduğu coğrafi aralıklar bulunur. Bu da, popülasyonların genetik yapısı ölçüsünde tanımlanmıştır (Repaci "et al"., 2007). Genetik yapılandırma, tarihsel iklim değişiklikleri nedeniyle oluşan göçler, tür aralığının genişlemesi ve yaşam alanlarının mevcut elverişliliği gibi nedenler tarafından şekillendirilir.

Mikrobiyal popülasyon genetiği, diğer birçok teorik ve uygulamalı alanlarda bilimsel araştırmalarla ilgili çalışmaların hızla ilerlediği bir alandır. Mikroorganizmaların popülasyon genetiği, antibiyotik direncin ve ölümcül bulaşıcı patojenlerin kökenini ve evrimini izlemek için temeller ortaya koymaktadır. Mikroorganizmaların popülasyon genetiği, aynı zamanda yararlı mikropların korunması ve daha iyi kullanımı için strateji oluşturmada da önemli bir etkendir (Xu, 2010).

Popülasyon genetiği, Mendel genetiği ile biyometrik modellerin bir araya getirilip denkleştirilmesi ile geliştirilmiştir. Bu konuda kilit bir adım, İngiliz biyolog ve istatistikçi Ronald Fisher'in çalışmasıydı. 1918'de bir dizi kâğıtla başlayan ve 1930'da 
Doğal Seçilim'in Genetik Teorisi isimli kitabıyla sona eren çalışmasında, Fisher, biyoistatistikçiler tarafından ölçülen devamlı varyasyonun, birçok ayrık genlerin ortak eylemleri sonucu oluştuğunu ve doğal seçilimin, popülasyondaki gen frekanslarını değiştirebileceğini ve bunun evrimle sonuçlandığını göstermiş ve Darwin'in ortaya attığı doğal seçim prensibinin ilk defa matematiksel biçimde ifade edilmesini başarmıştır (Bu dönemde gerçek bir genin ne olduğuna dair bilgi eksikliği olsa da, bu anlamda Fisher'in, gen frekansına dair tam bir bilgi yerine fenotipik özelliklerin frekansını anlamış olduğu söylenebilir). 1924'de başlayan bir dizi çalışmada ise başka bir İngiliz genetikçi, J.B.S. Haldane, istatistiksel analizleri, kelebeklerdeki endüstri melanizminin evrimi gibi doğal seçilimin gerçek dünyadaki örnekleri üzerinde uygulamış ve doğal seçilimin Fisher'in tahmin ettiğinden çok daha hızlı bir oranda çalıştığını göstermiştir.

Hayvan yetiştiriciliği ve ıslahı alanında deney sahibi olan Amerikalı Sewall Wright ise, birbirleriyle etkileşim içinde bulunan genler kombinasyonları ile genetik sürüklenme sergileyen küçük ve nispeten yalıtılmış popülasyonlar üzerindeki yakın akraba eşleşmesinin etkileri üzerine odaklanmıştır. 1932 yılında, Wright adaptif yüzeye (İng: "Fitness landscape ya da adaptive landscape") dair yeni bir konsept oluşturmuş ve genetik sürüklenme ile yakın akraba eşleşmesinin, birçok adaptif zirvelerin varlığı karşısında doğal seçilime müsaade vererek küçük ve yalıtılmış bir alt popülasyonu, adaptif bir zirveden uzaklaştırabileceğini öne sürmüştür. Fisher ile Wright arasında, Amerikalılar ve İngilizler arasında yüzyıla kadar devam eden, seçilim ve sürüklenmenin göreli rollerine dair bazı temel anlaşmazlıklar ve tartışma vardı. Fransız Gustave Malécot da, disiplinin gelişiminde erken dönemde önemli rol oynamıştır. 
Bu anlamda, Fisher, Haldane ve W