Quelques-uns des sujets clés qui ont favorisé le développement du champ ont été l'évolution de la fonction enzymatique, l'utilisation de la divergence des acides nucléiques comme "" horloge moléculaire "pour étudier la divergence entre les espèces et l'origine de l'ADN non fonctionnel ou non fonctionnel.
L'évolution moléculaire est devenue un domaine scientifique dans les années 1960 lorsque les chercheurs en biologie moléculaire, en biologie évolutive et en génétique des populations cherchaient à comprendre la structure et la fonction des acides nucléiques et des protéines.