Bei der experimentellen Evolution geht es darum, Hypothesen und Evolutionstheorien mithilfe kontrollierter Experimente zu testen. Normalerweise werden Organismen mit kurzen Generationszeiten und kleiner physikalischer Größe, häufig Mikroben, genutzt, um Phänomene zu beobachten, die in großen vielzelligen Organismen zu langsam ablaufen. Die experimentelle Evolution ist Evolutionsbiologie im empirischsten Sinne, da sie die Untersuchung von Echtzeitänderungen umfasst Populationen, anstatt aus Vergleichen zwischen gleichzeitigen Populationen auf evolutionäre Prozesse zu schließen. Es ist somit ein leistungsstarkes Werkzeug, um einen direkten Kausalzusammenhang zwischen Evolutionsprozessen und Anpassungsmustern herzustellen.