Молекулярная эволюция возникла как научная область в 1960-х годах, когда исследователи молекулярной биологии, эволюционной биологии и популяционной генетики стремились понять недавние открытия в отношении структуры и функции нуклеиновых кислот и белка.
Молекулярная систематика стала возможной благодаря методам секвенирования, которые позволяют определять точную последовательность нуклеотидов или оснований в ДНК или РНК.