趋异进化又称为分歧进化。生物进化过程中，由于共同祖先适应于不同环境，向两个或者以上方向发展的过程。如果某一类群的趋异向着辐射状的多种方向不断发展，则称为适应辐射。趋异产生的物种在形态结构，生理机能方面没有普遍提高，进化处于同一水平。趋异进化是分化式（生物类型由少到多）进化的基本方式，是生物多样化的基础。

趋异进化：“趋异”即分道扬镳的意思。它是指最初由一个共同的祖先适应于不同的环境，向着两个或多个方向发展的进化过程。

例如，鹿与海豚由共同的哺乳动物祖先进化而来，它们的进化水平是一样的。然而，鹿适应于陆栖环境，海豚则适应于水中生活。北极熊是从棕熊发展而来，第四纪的更新时，一次大冰川将一群棕熊从主群中分了出来，它们在北极严寒环境的选择下，发展成北极熊。北极熊是白色的，与环境的颜色一致，便于猎捕食物；头部成流线形，足掌有刚毛，能在冰上行走而不致滑倒，并有隔热与御寒作用。北极熊肉食，棕熊虽然也属食肉目，却以植物为主要食物。这是一个趋异进化的典型实例。

当一个具有共同起源的结构在不同的谱系中以不同的方式进行改变时，就会发生分化的进化，就像现 在在鲸鱼，蝙蝠的翅膀，灵长类动物的手中，以及在马等脊椎动物的前肢。趋异进化同样将人类与黑猩猩分离开来。

达尔文的雀科提供了一个不同进化的好例子，其中有大约15种物种来自加拉帕戈斯群岛上的一种雀类物种。

另一个例子是狼和家养的狗从一个共同的祖先，也许是灰狼的演变。狼和家养的狗的线粒体DNA的最近研究发现巨大的分歧，同时也支持，狗从狼下降的假说。

一种物种分化为两种或两种以上后代物种的形态，是当一部分物种通过繁殖障碍与主要种群分离时发生的。在异种和周期性物种形成中，生殖屏障是物理屏障（如洪水，山脉，沙漠）的结果。一旦分离，物种就开始通过遗传漂移和自然选择适应新的环境。经过几代人的不断演变，种间变得不能互相配合。