Darwinova teorija evolucije prirodnom selekcijom pružila je širok okvir za razumijevanje kako se organizmi tijekom vremena prilagođavaju njihovim okruženjima. Međutim, tek je početkom 20. stoljeća ponovno otkrivanje Mendelovih načela nasljednosti i razvoja populacijske genetike pružilo potrebne genetske i matematičke alate za objašnjenje mehanizama evolucijskih promjena.
Moderna sinteza objedinila je ta različita polja biologije u jednu, koherentnu teoriju koja bi mogla objasniti evoluciju organizama i na mikroevolucijskoj i na makroevolucijskoj razini. Mikroevolucija se odnosi na evolucijske promjene u malim razmjerima koje se tijekom vremena događaju unutar populacije, poput promjena u frekvencijama alela. Makroevolucija se odnosi na evolucijske promjene velikih razmjera koje se događaju tijekom dugog vremenskog razdoblja, poput stvaranja novih vrsta ili izumiranja drugih.
Moderna sinteza bila je izuzetno uspješna u objašnjavanju širokog raspona evolucijskih pojava, od evolucije otpornosti na antibiotike u bakterijama do diverzifikacije života na zemlji. Također je pružio temelj za mnoga druga područja biologije, poput ekologije, genetike i biologije razvoja.
Moderna sinteza nije statička teorija, već dinamičan i razvijajući se okvir koji se neprestano revidira i ažurira u svjetlu novih otkrića. Međutim, njeni osnovni principi ostaju isti, a danas je i dalje najprihvaćenija teorija evolucije.