Microevoluția poate fi cauzată de selecția naturală sau artificială, mutația, migrarea, împerecherea non-aleatoare sau devierea genetică. Toate aceste procese determină o schimbare a frecvențelor alelelor într-o populație în timp. Timpul necesar pentru observarea microevoluției este relativ mic, doar câteva generații.
Este posibil ca oamenii să observe microevoluția într-o populație dacă modificările frecvențelor alelelor produc divergență fenotipică majoră față de populația inițială. De exemplu, creșterea câinilor, un tip de selecție artificială, a creat divergențe morfologice și comportamentale majore la câini. Acest lucru a dus la numărul mare și diversitatea de rase de câini observate ca animale de companie.
Presiunea selectivă care conduce la microevoluție poate fi văzută și în natură. Aceasta este cunoscută sub numele de selecție naturală. Selecția naturală apare atunci când un individ sau un grup de indivizi moștenesc o alelă care oferă un avantaj de supraviețuire față de restul populației. Întrucât acești indivizi au mai multe șanse să trăiască mai mult, ei cresc mai mult, trecând alelele lor avantajoase la generația următoare. De-a lungul mai multor generații alelele avantajoase devin mai proeminente sau, în cazuri extreme, devin fixe.
Selecția sexuală sau împerecherea non-aleatoare pot duce, de asemenea, la microevoluție. Un exemplu de împerechere non-aleatorie la om este încrucișarea.
Evenimentele întâmplătoare pot provoca modificări ale frecvenței alelelor în cadrul unei populații. Mutația, de exemplu, poate permite crearea de alele noi în cadrul unei populații. Migrația sau mișcarea indivizilor în populație pot aduce, de asemenea, alele noi care nu au fost prezente în populația inițială. În cele din urmă, devierea genetică apare atunci când dimensiunea populației este brusc redusă și, din întâmplare, indivizii rămași posedă un set similar de alele.
