以自然選擇為基礎，綜合細胞遺傳學、群體遺傳學、古生物學等學科的成就闡釋生物進化的理論。又稱現代達爾文主義。通常以1937年T.杜佈尚斯基的《遺傳學與物種起源》一書的出版為其形成的標誌。代表人物有:英國生物學傢R.A.費希爾、J.B.S.霍爾丹、S.賴特，美國生物學傢G.G.辛普森、E.邁爾、G.L.斯特賓斯等。1942年，英國生物學傢J.赫胥黎(1887～1975)首次將這種理論稱為“綜合進化論”。
1900年，G.J..孟德爾的遺傳定律被重新發現後，遺傳學得到迅速發展。其特點是在更大程度上使用數學方法，種群的遺傳規律受到重視，遺傳物質基礎和規律的探計深入到基因水平。1901年，荷蘭生物學傢H.de弗裡斯(1848～1935)發表瞭突變學說後，生物學界一些人對達爾文主義產生瞭懷疑，要求對進化問題進行更加深入的研究。20世紀20～30年代，費希爾等人創立瞭群體遺傳學，表明在群體水平上進化的速度和方向是由自然選擇決定的。接著，邁爾在動物學方面，斯特賓斯在植物學方面，辛普森在古生物學方面深入論證瞭一些進化機制，最後經過杜佈贊斯基等人的綜合，形成瞭綜合進化論。很快得到多數生物學傢的支持，成為當代進化學說的主流。分子生物學創立後，它進一步向分子水平發展。
綜合進化論有4個基本觀點。①基因突變和通過有性雜交出現的基因重組是進化的原材料。②進化的基本單位是種群，而不是個體。進化是群體中基因頻率變化的結果。③自然選擇決定進化的方向和速度。選擇不僅具有保存作用，而且具有創造作用。④隔離導致新種的形成。地理隔離使一個種群分成許多小種群，這些小種群各自在不同條件下發生變異，最後達到生殖隔離，形成新種。
綜合進化論是達爾文主義的重大發展。由於它深入到遺傳變異的內在機制，並同自然選擇學說相結合，比較科學地說明瞭生物進化過程中的內因與外因、必然性與偶然性的關系。在方法論上，這種學說把生物學各門學科的成果聯系起來進行綜合考察的思路，是很有啟發性的。