Подолання протиріч між еволюційною теорією і генетикою стало можливим на основі синтетичної теорії еволюції, яка виступає основою всієї системи сучасної еволюційної біології. Синтез генетики і еволюційного вчення був якісним стрибком у розвитку як генетики, так і еволюційної теорії. Він означав створення якісно нового ядра системи біологічного пізнання, свідчив про перехід з біології класичного на сучасний, некласичний рівень розвитку, початок формування методологічних установок некласичної біології.

Принципові положення синтетичної теорії еволюції були закладені роботами С.С. Четверикова (1926), а також Р. Фішера, С. Райта, Дж. Холдейна (1929 - 1932) та ін Безпосередніми передумовами для синтезу генетики і теорії еволюції виступали: хромосомна теорія спадковості Т. Моргана, біометричні та математичні підходи до аналізу еволюції, закон Харді - Вейберга для ідеальної популяції (який говорить, що така популяція прагне зберегти рівновагу концентрації генів при відсутності факторів, що змінюють його), результати емпіричного дослідження мінливості в природних популяціях і ін

В основі цієї теорії лежить уявлення про те, що елементарною "клітинкою" еволюції є не організм і не вид, а популяція. Саме популяція виступає тієї реальної цілісною системою взаємозв'язку організмів, яка володіє всіма умовами для саморозвитку, насамперед здатністю спадкового зміни в зміні біологічних поколінь. Елементарною одиницею спадковості виступає ген (ділянка молекули ДНК, що відповідає за розвиток певних ознак організму). Спадкове зміна популяції в якому-небудь певному напрямку здійснюється під впливом ряду еволюційних факторів (тобто таких чинників, які змінюють генотипів склад сторону від середньої чисельності, що входять до неї особин), ізоляція (закріплює відмінності в наборі генотипів і сприяє поділу вихідної популяції на кілька самостійних), природний добір як "процес, що визначає ймовірність досягнення певними індивідами репродукційного віку" (що має різні форми - по відносній життєздатності, за фенотипова ознакою, стабілізуючий відбір, дізруптівний відбір, провідний добір та ін.) Природний відбір є провідним еволюційним чинником, що направляють еволюційний процес.

Формування синтетичної теорії еволюції ознаменувало собою перехід до популяційному стилю мислення, який прийшов на зміну організмоцентріческому.

Створення синтетичної теорії еволюції на основі популяційної генетики ознаменувало собою початок подолання протиставлення історичного і структурно-інваріантного "зрізів" в дослідженні живого. Знайшовши принципову основу для об'єднання генетики і теорії еволюції, ідей організації та історії органічного світу, синтетична теорія еволюції тим самим кладе початок якісно нового етапу в розвитку біології - переходу до створення єдиної системи біологічного знання, що відтворює закони та розвитку і функціонування органічного світу як цілого, початок всеохоплюючого синтезу еволюційної біології та наук, що вивчають структурно-інваріантний аспект живого. Такий синтез націлює па вивчення життя як єдиного цілісного багаторівневого процесу, виявлення того, як сутність живого проявляє себе в його конкретних органічних формах та рівнях.