Die Evolutionsbiologie ist ein integraler Bestandteil der Biologie im Allgemeinen – das Studium und die Theorie der Evolution in Organismen. Es ist mehr als nur ein Teilgebiet, man könnte dieses Gebiet als die Linse betrachten, durch die die gesamte Biologie betrachtet werden sollte, ungeachtet der Kreationisten. Die Evolutionsbiologie beschäftigt sich mit der Entstehung von Arten durch genetische Variation und natürliche Selektion sowie die gemeinsame Abstammung von Arten von gemeinsamen Vorfahren.
Obwohl die von der Darwinschen Theorie geprägte Biologie auf Darwins Veröffentlichung von On the Origin of Species im Jahr 1859 zurückgeht, ging die moderne Evolutionsbiologie erst in den 1930er und 1940er Jahren aus der modernen Evolutionssynthese hervor, und erst in den 1970er und 1980er Jahren begannen die Universitäten damit gründen Abteilungen mit dem Begriff „Evolutionsbiologie“ im Titel. Die enorme Menge an fossilem Wissen, die Anfang und Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckt wurde, ermöglichte es, die Evolution vieler Organismen im Laufe der Zeit leicht nachzuvollziehen.
Ein beliebtes Thema in der Evolutionsbiologie ist der Versuch herauszufinden, wann bestimmte adaptive Merkmale zum ersten Mal auftauchten und wie oft sie sich in unabhängigen Linien entwickelt haben. Evolutionsbiologen haben zum Beispiel festgestellt, dass sich Muscheln in mindestens 18 Abstammungslinien entwickelt haben, das Auge nur einmal, der Flug hat sich viermal entwickelt (Insekten, Flugsaurier, Vögel und Fledermäuse), das Gleiten hat sich Dutzende Male entwickelt, ein inneres Das Skelett hat sich nur einmal unabhängig entwickelt, und die Tarnung hat sich Hunderte, wenn nicht Tausende von Malen entwickelt. Je strukturell komplexer eine gegebene Anpassung ist, desto seltener hat sie sich eigenständig entwickelt.
Die Evolutionsbiologie versucht, die Abstammung moderner Organismen so weit wie möglich zurückzuverfolgen und zu sehen, wie sie sich von manchmal weniger anspruchsvollen Vorfahren entwickelt haben. Zum Beispiel wird angenommen, dass sich alle modernen Säugetiere aus einer kleineren Gruppe mesozoischer Tetrapoden, den Therapsiden, entwickelt haben. Diese Tiere lebten den ganzen Weg durch das Zeitalter der Dinosaurier, volle 180 Millionen Jahre. Sonst gäbe es die heutigen Säugetiere nicht. Ein großer Durchbruch in der Evolutionsbiologie kam, als der durch fossile Beweise unterstützte Konsens aufkam, dass sich moderne Vögel aus Dinosauriern entwickelt hatten.
Eine weitere Aufgabe von Evolutionsbiologen besteht darin, seit langem bestehende evolutionäre Rätsel zu lösen, beispielsweise die Abstammung der heutigen Amphibien und Schildkröten. Es besteht derzeit Unsicherheit darüber, aus welcher alten Amphibiengruppe die modernen Amphibien hervorgegangen sind und ob Schildkröten von neueren Reptilien abstammen oder ob sie sich kurz nach der Entwicklung der Gruppe von Reptilien abspalten.