Stan populacji, w którym częstość występowania alleli poszczególnych genów utrzymuje się bez zmian z pokolenia na pokolenie, opisuje prawo Hardy’ego-Weinberga. Głosi ono, że jeżeli kojarzenie jest losowe, nie występują mutacje, nie działa dobór naturalny ani dryf genetyczny, nie zachodzi migracja, a populacja jest dostatecznie duża, to częstość występowania wszystkich alleli w populacji jest stała i brak jest zmian ewolucyjnych. Populacja znajduje się w stanie równowagi genetycznej.
Dzięki prawu Hardy’ego-Weinberga możliwe jest określenie częstości występowania genotypów w populacji.
Jeśli gen reprezentowany jest przez dwa allele: A oraz a, to częstości występowania tych alleli, oznaczone odpowiednio jako p oraz q, wyrażają się wzorem:
p + q = 1
Natomiast częstości występowania genotypów wynoszą:
dla genotypu AA – p × p = p2
dla genotypu aa – q × q = q2
dla genotypu Aa – (p × q) + (p × q) = 2pq
Zatem sumy częstości wszystkich trzech genotypów wyrażają się wzorem:
p2 + 2pq + q2 = 1 lub (p +q)2 = 1
przy założeniu braku zmian w częstości występowania alleli w populacji.
W rzeczywistości pula genowa każdej populacji ulega ciągłym zmianom. Stąd ewolucję można określić jako stopniowe zmiany w częstości występowania genów. Szybkość, z jaką zmienia się frekwencja występowania określonych genów, jest miarą tempa ewolucji.