Evolusi molekuler
Evolusi molekuler merupakan proses evolusi yang terjadi pada skala DNA, RNA, dan protein. Evolusi molekuler muncul sebagai bidang ilmu pengetahuan pada tahun 1960-an ketika peneliti dari bidang biologi molekuler, biologi evolusi, dan genetika populasi berusaha memahami stuktur dan fungsi asam nukleat dan protein yang baru ditemukan. Topik-topik kunci bidang ini adalah evolusi fungsi enzim, penggunaan divergensi asam nukleat sebagai "jam molekul" dalam kajian divergensi spesies, dan asal usul DNA sampah yang tidak mempunyai fungsi. Kemajuan dalam genom dan bioinformatika telah mengakibatkan peningkatan kajian pada topik-topik ini.
Filogenetika molekuler
Kerangka teoritis untuk sistematika molekuler diletakkan pada 1960-an dalam karya-karya Emile Zuckerkandl, Emanuel Margoliash, Linus Pauling, dan Walter M. Fitch. Aplikasi sistematika molekuler dipelopori oleh Charles G. Sibley (burung), Herbert C. Dessauer (herpetologi), dan Morris Goodman (primata), diikuti oleh Allan C. Wilson, Robert K. Selander, dan John C. Avise (yang mempelajari berbagai kelompok). Penggunaan elektroforesis protein bermula sekitar tahun 1956. Meskipun hasilnya tidak kuantitatif dan pada awalnya tidak meningkatkan klasifikasi morfologi, mereka memberikan petunjuk menggiurkan bahwa konsep lama dari klasifikasi burung, misalnya, memerlukan revisi substansial. Pada periode 1974–1986, hibridisasi DNA-DNA adalah teknik dominan yang digunakan untuk mengukur perbedaan genetik.