Những thay đổi tiến hóa nhỏ xảy ra trong cùng một loài. Trái nghĩa của sự tiến hóa lớn. Điều này có thể bao gồm các quá trình tiến hóa cỡ trung bình sinh ra các loài mới. Ví dụ đầu tiên về tiến hóa nhỏ là những thay đổi di truyền xảy ra trong cùng một quần thể. Bướm đêm trong khu công nghiệp Chủ nghĩa melan công nghiệp Ví dụ điển hình là sự gia tăng các loại nấm mốc và sự xuất hiện của các chủng ruồi, ve và rận kháng thuốc khi sử dụng thuốc trừ sâu. Trong ví dụ trước đây, trong môi trường bị ô nhiễm nhiều muội khói, loại có màu sẫm có lợi hơn vì ít bị các loài săn mồi như chim ăn thịt hơn, và có vẻ như nó đã tăng lên. Trong ví dụ thứ hai, việc sử dụng thuốc trừ sâu đã dẫn đến sự lựa chọn tích cực và gia tăng những người kháng thuốc.
Đặc biệt lưu ý trong quá trình tiến hóa vi mô là các ví dụ về các đột biến địa lý phát triển các hình thái, sinh thái và hành vi hơi khác nhau ở các vùng và môi trường khác nhau trong cùng một loài. Ví dụ, ở các loài chim và động vật có vú, những con sống ở khu vực ấm áp và ẩm ướt có xu hướng có màu sẫm hơn những con sống trong điều kiện khô và mát. Hiện tượng này được gọi là "quy luật Gloger". Tương tự, ở các loài chim và động vật có vú, những con sống ở vùng khí hậu mát mẻ có xu hướng lớn hơn những con sống ở vùng khí hậu ấm áp, được gọi là quy luật Bergmann. Hai khuynh hướng này rõ ràng đã phát triển liên quan đến khí hậu, nhưng một số biến thể địa lý xảy ra độc lập với khí hậu. Đây là trường hợp có các thay đổi hoàn toàn bất thường về kích thước cơ thể, màu sắc cơ thể và vỏ cây. Những ví dụ này đặc biệt phổ biến đối với những người sống trên các đảo khác nhau trong cùng một quần đảo. Các biến thể địa lý được tìm thấy trong kiểu vỏ của loài rùa khổng lồ sống ở quần đảo Galapagos, màu sắc và kích thước lông khác nhau của chim sẻ Darwin ở các hòn đảo tương tự, cũng như các màu lông và hình dạng mỏ khác nhau của loài rùa biển Hawaii ở quần đảo Hawaii là những ví dụ điển hình. .. Có vẻ như những biến thể địa lý bất thường này không được phát triển như là sự thích nghi với môi trường, mà được gây ra bởi sự đột biến gen mạnh mẽ. Tuy nhiên, có một số trường hợp đột biến được cho là đã xảy ra tùy thuộc vào sự hiện diện hay vắng mặt của các loài có quan hệ họ hàng gần. Ví dụ Ký sinh trùng bố mẹ Ở Honshu, chim chích bụi Nhật Bản đẻ trứng màu trắng trong tổ của chim chích bụi, nhưng ở Hokkaido, những quả trứng màu sô cô la lại đẻ trong tổ của chim chích bụi Nhật Bản. Có lẽ bởi vì nó không phải là.
Những biến thể địa lý xảy ra trong cùng một loài có thể xảy ra trong một khoảng thời gian rất ngắn theo quan điểm tiến hóa. Chim sẻ nhà, đã du nhập vào Bắc Mỹ và ngày càng gia tăng, đã phát triển các biến thể địa lý liên quan đến khí hậu về kích thước cơ thể trong vòng nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, người ta tin rằng sẽ mất hàng nghìn năm để xảy ra những biến đổi địa lý đáng kể về kích thước và màu sắc của cơ thể. Từ những loài đã phát triển sự biến đổi địa lý đáng chú ý như vậy, các loài mới sẽ sớm được sinh ra.