Đặc điểm, thường được gọi là sự tiến hóa vĩ mô, được hỗ trợ bởi một số dòng bằng chứng, bao gồm quan sát trực tiếp, lập bản đồ di truyền và hồ sơ hóa thạch. Một số quần thể đã được quan sát trong quá trình phân tách thành loài mới. So sánh trình tự gen giữa các loài dễ dàng giải thích nhất là do kết quả của tổ tiên chung gần đây và hồ sơ hóa thạch mở rộng đã tạo ra nhiều hóa thạch chuyển tiếp.
Sự tiến hóa vĩ mô đã được quan sát trực tiếp ở một loại thực vật có hoa được gọi là râu dê Mỹ. Du nhập vào châu Mỹ từ châu Âu vào đầu thế kỷ 20, ba loài râu dê bắt đầu lai tạo trong tự nhiên. Đến những năm 1950, họ đã sản xuất ra hai giống mới có thể sinh sản trong quần thể của mình nhưng không phải với các loài râu dê xung quanh, đây là tiêu chí để được dán nhãn là loài mới.
So sánh di truyền trực tiếp giữa người và tinh tinh cung cấp thêm bằng chứng về sự phân biệt. Con người có 46 nhiễm sắc thể, trong khi tinh tinh và khỉ đột có 48. Tuy nhiên, nhiễm sắc thể 2 của con người có trình tự đặc biệt của các nucleotide cho thấy đó là kết quả của sự hợp nhất giữa hai nhiễm sắc thể vào một thời điểm nào đó trong quá khứ tương đối gần đây. Lời giải thích hợp lý nhất cho thực tế này là con người và tinh tinh có quan hệ họ hàng chặt chẽ với nhau nhưng lại phân chia thành các loài riêng biệt.
Hồ sơ hóa thạch phong phú với các hóa thạch chuyển tiếp thể hiện sự phát triển của các loài mới và các nhóm lớn hơn. Đặc biệt, quá trình chuyển đổi từ bò sát sang động vật có vú, bò sát thành chim và vượn thành người được chứng minh rõ ràng qua các hóa thạch.
