Den biologiske definition af en art, der virker for seksuelt reproducerende organismer, er en gruppe af egentligt eller potentielt sammenavlende individer. Der er undtagelser for denne regel. Mange arter er så tilstrækkeligt ens, at et hybridt afkom er muligt og kan ofte hænde i naturen, men for hoveddelen af arter holder reglen. Faktisk er tilstedeværelsen af hybrider i naturen mellem lignende arter et tegn på, at de stammer fra en enkelt sammenavlende art, og at artsdannelsesprocessen ikke er fuldendt endnu. Med den ekstraordinære diversitet blandt liv på Jorden, så må der være mekanismer for artsdannelse: formationen af to arter ud fra en enkelt art. Darwin forestillede sig denne proces som en forgreningsbegivenhed og dannede et diagram for processen i den eneste illustration, der findes iArternes Oprindelse(se nedenstående billede). Sammenlign denne illustration med diagrammet over elefantens evolution (billeder findes forneden), der viser, at mens en art ændrer sig med tiden, så den forgrene og danne mere end en art, gentagne gange, så længe populationen overlever, eller indtil organismen uddør.

Den eneste illustration i DarwinsArternes Oprindelseer diagrammet til venstre, der viser artsdannelsesbegivenheder, der fører til biologisk diversitet. Diagrammet viser lighederne med defylogenetiske kort, der i dag tegnes for at illustrere forholdene mellem arterne. Billedet til højre afbilderevolutionenaf elefanter。国防部erne elefanter stammer fra en palaeomastodon, en art, der levede i Ægypten for 35-50 millioner af år siden.

For at artsdannelse kan finde sted, så skal to nye populationer dannes ud fra en original population, og de skal udvikle sig på en sådan måde, at det bliver umuligt for individer fra de to nye populationer at pare sig med hinanden. Biologer har foreslået mekanismer, hvorved dette kan finde sted, der havner i to store kategorier.Allopatrisk artsdannelse(allo- = "anden"; -patrisk = "hjemland") indebærer geografisk separation af populationer fra en forældreart og efterfølgende evolution.Sympatrisk进化(sym- = "samme"; -patrisk = "hjemland") indebærer artsdannelse, der hænder inden for en forældreart, der forbliver i en beliggenhed. Biologer anser artsdannelsesbegivenheder som delingen af en forfaderart til to afkomsarter. Der er ingen årsag til, at flere end to arter ikke dannes ad gangen andet end, at det er mindre sandsynligt, og at flere begivenheder kan blive konceptualiseret som enkelte splits, der forekommer tætte på hinanden tidsmæssigt.