La microevolución puede ser causada por selección natural o artificial, mutación, migración, apareamiento no aleatorio o deriva genética. Todos estos procesos causan un cambio en las frecuencias alélicas dentro de una población a lo largo del tiempo. La escala de tiempo necesaria para observar la microevolución es relativamente pequeña, solo unas pocas generaciones.
Es posible que los humanos observen la microevolución en una población si los cambios en las frecuencias alélicas causan divergencias fenotípicas importantes con respecto a la población original. Por ejemplo, la cría de perros, un tipo de selección artificial, ha creado grandes divergencias morfológicas y de comportamiento en los perros. Esto ha llevado a la gran cantidad y diversidad de razas de perros observadas como mascotas.
La presión selectiva que conduce a la microevolución también se puede ver en la naturaleza. Esto se conoce como selección natural. La selección natural ocurre cuando un individuo o un grupo de individuos heredan un alelo que proporciona una ventaja de supervivencia sobre el resto de la población. Dado que es más probable que esos individuos vivan más tiempo, se reproducen más y pasan sus alelos ventajosos a la siguiente generación. A lo largo de varias generaciones, los alelos ventajosos se vuelven más prominentes o, en casos extremos, se vuelven fijos.
La selección sexual, o el apareamiento no aleatorio, también puede conducir a la microevolución. Un ejemplo de apareamiento no aleatorio en humanos es la consanguinidad.
Los eventos de probabilidad aleatoria también pueden causar cambios en la frecuencia de alelos dentro de una población. La mutación, por ejemplo, puede permitir que se creen nuevos alelos dentro de una población. La migración, o el movimiento de individuos a la población, también puede traer nuevos alelos que no estaban presentes en la población original. Finalmente, la deriva genética ocurre cuando el tamaño de una población se reduce repentinamente, y por casualidad los individuos restantes poseen un conjunto similar de alelos.