Teoria ewolucji Darwina według doboru naturalnego stanowiła szerokie ramy dla zrozumienia, w jaki sposób organizmy dostosowują się do ich środowisk w czasie. Jednak dopiero na początku XX wieku ponowne odkrycie zasad dziedziczności Mendla i rozwój genetyki populacji zapewniły niezbędne narzędzia genetyczne i matematyczne do wyjaśnienia mechanizmów zmian ewolucyjnych.
Nowoczesna synteza zjednoczyła te różne pola biologii w jedną, spójną teorię, która mogłaby wyjaśnić ewolucję organizmów zarówno na poziomie mikroewolucyjnym, jak i makroewolucyjnym. Mikroewolucja odnosi się do niewielkich zmian ewolucyjnych, które występują w populacji w czasie, takie jak zmiany częstotliwości alleli. Makroewolucja odnosi się do zmian ewolucyjnych na dużą skalę, które zachodzą przez długi czas, takie jak tworzenie nowych gatunków lub wyginięcie innych.
Nowoczesna synteza była niezwykle skuteczna w wyjaśnianiu szerokiego zakresu zjawisk ewolucyjnych, od ewolucji oporności na antybiotyki w bakteriach po dywersyfikację życia na Ziemi. Stanowiło to również podstawy wielu innych dziedzin biologii, takich jak ekologia, genetyka i biologia rozwojowa.
Nowoczesna synteza nie jest teorią statyczną, ale raczej dynamiczną i ewoluującą ramą, która jest stale zmieniana i aktualizowana w świetle nowych odkryć. Jednak jego podstawowe zasady pozostają takie same i nadal są najczęściej akceptowaną teorią ewolucji.