Dans diverses approches scientifiques non darwiniennes ou créationnistes, les termes de microévolution et macroévolution séparent l'étude des phénomènes d'évolution en fonction de la grandeur d'échelle d'étude : la microévolution pour les changements au sein d'une même espèce, et la macroévolution pour ceux qui ont lieu au stade supérieur à l'espèce.
Le terme de microévolution est généralement utilisée pour signifier que l'axe d'étude porte sur les modifications ayant lieu au sein d'une population donnée, et observées le plus souvent sur une courte échelle de temps (typiquement quelques générations). Dans ce cadre, l'étude s'intéresse surtout à la modification des fréquences alléliques dans de petites populations isolées. Ces changements peuvent avoir plusieurs moteurs, qui agissent simultanément, dont notamment les mutations, la sélection naturelle ou artificielle, et la dérive génétique.
Le terme de macroévolution est généralement utilisé en paléontologie pour indiquer que le niveau d'étude porte sur des changements au-dessus du niveau de l'espèce, comme le clade, etc, et porte principalement sur le phénomène de spéciation et l'évolution dans le temps des groupes d'espèces.
Ces deux termes sont attachés à divers courants scientifiques non darwiniens ou créationnistes, pour tenter de séparer arbitrairement les phénomènes d'évolutions lorsqu'ils ont lieu au sein d'une même espèce (microévolution), et ceux qui ont lieu à un niveau supérieur à l'espèce (macroévolution), qui opèrent généralement sur une échelle de temps géologique. Cette distinction repose essentiellement sur une différence d'échelle de temps, les deux phénomènes étant les manifestations du même processus d'évolution, selon la théorie synthétique de l'évolution.
L'entomologiste de russe Yuri Filipchenko est le premier à faire usage des termes « macroevolution » et « microevolution », en 1927 et en langue allemande dans sa publication Variabilität und Variation. Filipchenko est un orthogénéticien : il reste persuadé que l'évolution subit une force dirigiste. Ce n'est pas un darwinien, et il rejette notamment le concept de compétition dans la sélection naturelle. Ces termes passent à l'anglais à travers la publication de son élève Theodosius Dobzhansky, Genetics and the Origin of Species, publié en 1937. Ce livre est l'une des principales publications scientifique dans l'élaboration d'une synthèse théorique de l'évolution, qui conduisit plus tard à la formulation de la Théorie synthétique de l'évolution.
L'usage du terme microévolution indique que le niveau d'étude des phénomènes d'évolutions est restreint à celui de la population. Une population est un groupe d'individus d'une même espèce sexuée qui se reproduisent entre eux, comme par exemple un groupe d'insectes isolés sur une île.
À cette échelle, l'étude de l'évolution des caractéristiques des individus due au processus d'évolution porte essentiellement sur des changements dans la fréquence de certains allèles d'un ou plusieurs gènes. Un gène est l'emplacement d'un groupe de nucléotides sur un chromosome. L'arrangement de ces nucléotides peut varier, et chaque combinaison particulière forme un allèle de ce gène. Ces allèles sont produits par mutation génétique et hérités par la descendance. La proportion d'un type d'allèle au sein de la population étudiée varie en fonction de certains paramètres :
Ces mutations peuvent s'accumuler par évolution progressive jusqu'à empêcher la reproduction avec les autres descendants de la même espèce : ils ne sont plus interféconds. C'est le phénomène de spéciation, et c'est ici que qu'une distinction est parfois faite avec la « macroévolution » .
Cette définition se restreint donc à la reproduction sexuée, mais les phénomènes sont similaires chez les espèces asexuées. L'un des exemple typiques de « micro évolution » fréquemment cité dans ce cas là est l'acquisition d'une résistance aux antibiotiques par une bactérie.