O isolamento geográfico consiste na separação de uma população por uma barreira geográfica, formando assim subpopulações. A barreira geográfica pode ser um rio, uma montanha ou um cânion, por exemplo.

As subpopulações começam a sofrer diferentes pressões e consequentemente os genes selecionados em uma subpopulação serão diferentes da outra subpopulação. Em virtude da barreira geográfica, as duas subpopulações ficarão impedidas de cruzar e as diferenças entre elas ficarão cada vez mais acentuadas.  Surgindo assim as subespécies.

Com o tempo estas subespécies podem ficar tão diferentes umas das outras que se torna impossível a reprodução entre elas. Quando isso acontece temos o isolamento reprodutivo e, consequentemente, o surgimento de novas espécies.

O conceito de espécie mais aceito é o de Ernst Mayr, que diz que espécie é um conjunto de populações em que os indivíduos são capazes de cruzar e se reproduzir, produzindo descendentes férteis. O processo que leva ao surgimento de novas espécies é denominado especiação.

Quando a especiação ocorre em razão de um isolamento geográfico, denominamos de especiação alopátrica.

Um exemplo muito conhecido deste tipo de especiação é o dos tentilhões das Ilhas Galápagos. Nas Ilhas ocorrem cerca de 14 espécies de tentilhões e cada um apresenta um bico diferente, especializado à sua alimentação. Acredita-se que essas espécies apresentavam um ancestral comum e estes indivíduos migraram para as diferentes ilhas, isolando-se e impedindo o fluxo gênico.