Darwinova teorija evolucije z naravno selekcijo je dala širok okvir za razumevanje, kako se organizmi sčasoma prilagajajo svojemu okolju. Vendar je šele v zgodnjem 20. stoletju ponovno odkrivanje Mendelovih načel dednosti in razvoj populacijske genetike zagotovilo potrebna genetska in matematična orodja za razlago mehanizmov evolucijskih sprememb.
Sodobna sinteza je ta različna področja biologije poenotila v eno samo skladno teorijo, ki bi lahko razložila evolucijo organizmov tako na mikroevolucijski kot na makroevolucijski ravni. Mikroevolucija se nanaša na majhne evolucijske spremembe, ki se sčasoma pojavljajo znotraj populacije, kot so spremembe frekvenc alelov. Makroevolucija se nanaša na obsežne evolucijske spremembe, ki se pojavljajo v daljšem časovnem obdobju, na primer nastajanje novih vrst ali izumrtje drugih.
Sodobna sinteza je bila izjemno uspešna pri razlagi širokega spektra evolucijskih pojavov, od evolucije odpornosti na antibiotike pri bakterijah do diverzifikacije življenja na Zemlji. Zagotovil je tudi temelje za številna druga področja biologije, kot so ekologija, genetika in razvojna biologija.
Sodobna sinteza ni statična teorija, temveč dinamičen in razvijajoč se okvir, ki se nenehno revidira in posodablja glede na nova odkritja. Vendar njegova osnovna načela ostajajo enaka in še vedno je najbolj sprejeti teorija evolucije danes.