Darwins evolusjonsteori ved naturlig seleksjon ga et bredt rammeverk for å forstå hvordan organismer tilpasser seg miljøene sine over tid. Imidlertid var det først på begynnelsen av 1900 -tallet at gjenoppdagelsen av Mendels prinsipper for arvelighet og utvikling av populasjonsgenetikk ga de nødvendige genetiske og matematiske verktøyene for å forklare mekanismene for evolusjonsendring.
Den moderne syntesen forente disse forskjellige biologifeltene til en enkelt, sammenhengende teori som kunne forklare utviklingen av organismer på både mikroevolusjonære og makroevolusjonære nivåer. Mikroevolusjon refererer til småskala evolusjonsendringer som skjer i en populasjon over tid, for eksempel endringer i allelfrekvenser. Makroevolusjon refererer til storskala evolusjonsendringer som skjer over lengre perioder, for eksempel dannelse av nye arter eller andres utryddelse.
Den moderne syntesen har vært ekstremt vellykket med å forklare et bredt spekter av evolusjonsfenomener, fra utviklingen av antibiotikaresistens i bakterier til diversifisering av livet på jorden. Det har også gitt grunnlaget for mange andre biologifelt, som økologi, genetikk og utviklingsbiologi.
Den moderne syntesen er ikke en statisk teori, men snarere et dynamisk og utviklende rammeverk som stadig blir revidert og oppdatert i lys av nye funn. Imidlertid forblir de grunnleggende prinsippene de samme, og det fortsetter å være den mest aksepterte evolusjonsteorien i dag.