L'évolution moléculaire est devenue un domaine scientifique dans les années 1960 lorsque des chercheurs en biologie moléculaire, en biologie évolutive et en génétique des populations ont cherché à comprendre les découvertes récentes sur la structure et la fonction des acides nucléiques et des protéines.
La systématique moléculaire a été rendue possible par les techniques de séquençage, qui permettent de déterminer la séquence exacte des nucléotides ou des bases dans l'ADN ou l'ARN.