Allopatrisk artsdannelse betyr artsdannelse med geografisk atskilte populasjoner. Utgangspunktet er én populasjon som blir delt i to eller flere deler av en barriere. Barrieren kan være et fjellparti, en bre, et sund eller et havområde, eller den kan oppstå ved at noen få individer spres til en øy.

Etter delingen er det ingen genflyt mellom delpopulasjonene. De utveksler altså ikke gener lenger. I hver delpopulasjon oppstår nye mutasjoner uavhengig av hverandre. Genetisk drift endrer allelfrekvensene tilfeldig, og drift virker sterkt når populasjonen er liten. I tillegg er miljøet som regel litt ulikt i de to områdene, slik at det naturlige utvalget favoriserer ulike egenskaper.

Over mange generasjoner blir de genetiske forskjellene så store at individene fra de to populasjonene ikke lenger kan få fruktbart avkom sammen, selv om de skulle møtes igjen. De er da reproduktivt isolerte, og vi regner dem som to arter.

Et eksempel er darwinfinkene på Galápagos. Finker fra fastlandet i Sør-Amerika kom til øygruppa og spredte seg til ulike øyer. Havet mellom øyene hindret genflyt. På hver øy var det ulik tilgang på frø, insekter og nektar, og utvalget favoriserte ulike nebbformer. I dag lever det omkring 15 finkearter på øyene, alle med opphav i den samme stamarten.