O ile mikroewolucję możemy obserwować, o tyle jedynymi dowodami na poparcie jakichkolwiek tez dotyczących mechanizmu makroewolucji są wykopaliska, anatomia porównawcza i od niedawna porównywanie kodu genetycznego. Obecnie istnieją dwie główne hipotezy opisujące makroewolucję. Pierwsza jako główny czynnik podaje kumulowanie się zmian zachodzących w czasie mikroewolucji. Według drugiej, dobór naturalny i standardowe mechanizmy mikroewolucji nie mają dużego znaczenia. Makroewlucja składa się z długich okresów „zastoju", przedzielanych krótkimi (w geologicznej skali czasu) okresami gwałtownych zmian, które wyznaczają jej bieg. Ten pogląd potwierdzają zgromadzone dane wykopaliskowe. Obrońcy pierwszej tezy (makroewolucji jako wyniku kumulowania się zmian zachodzących podczas mikroewolucji) argumentują jednak, że zapis kopalny nie jest kompletny, a nagłe zmiany nie są potrzebne do wytłumaczenia ewolucji.

Makroewolucja obejmuje między innymi radiację adaptacyjną i wymierania. Można powiedzieć, że są to dopełniające się zjawiska.

• Historia Ziemi obfituje wymierania różnej skali. Niektóre z nich obejmowały nieliczne gatunki i zaliczane są do „szumu tła". Niektóre, były wymieraniami na wielką skalę i zmiatały z powierzchni ziemi dużą część gatunków. Takich masowych wymierań zdarzyło się od kambru pięć lub sześć.
• Radiacja adaptacyjna to różnicowanie się linii rodowej na kilka następnych. Gdy zwalnia się miejsce - w wyniku wymierania niektóre nisze ekologiczne są opuszczane - inni szybciutko je zajmują.