Radiația adaptivă este atunci când o specie se ramifică pentru a ocupa mai multe nișe într-un mediu și în cele din urmă evoluează în mai multe specii. Speciile au cel mai mare succes la radiații adaptive după o extincție în masă sau când colonizează o insulă nelocuită anterior. În ambele cazuri, nișele care în mod normal ar fi ocupate de specii concurente sunt lăsate libere pentru ca o nouă specie să le exploateze.
Un ecosistem este compus din multe specii de plante și animale care concurează pentru supraviețuire. Într-un ecosistem tipic, o specie va evolua pentru a ocupa o nișă ecologică specifică, care este definită ca rolul pe care o formă de viață îl are în mediul său, inclusiv habitatul în care trăiește și resursele pe care le consumă. În majoritatea ecosistemelor, mai multe specii ocupă aceleași nișe și trebuie să continue să evolueze pentru a câștiga un avantaj față de speciile concurente în fața resurselor limitate. Toate speciile dintr-un sistem evoluează continuu, astfel încât majoritatea acestor competiții se termină într-un impas și doar ocazional o specie se va dezvolta pentru a le domina pe celelalte.
Într-un mediu nou, cum ar fi pe o insulă care s-a format recent, multe nișe ecologice sunt neocupate. Radiația adaptivă apare atunci când o specie ajunge într-un mediu nou și evoluează pentru a utiliza o serie de nișe ecologice. În cele din urmă, o specie va deveni mai multe specii care nu se mai pot încrucișa. Acest model evolutiv este comun în întreaga lume și poate fi urmărit prin înregistrările fosile ale multor plante și animale.
Unul dintre cele mai faimoase exemple de radiații adaptive este evoluția cintezelor de pe Insulele Galapagos. Se crede că aceste păsări mici, care mănâncă semințe, au sosit cu câteva milioane de ani în urmă pe insulele relativ nelocuite care se află la 600 de mile la vest de Ecuador. În absența altor păsări mici, speciile părinte au evoluat diferite forme de cioc pentru a mânca diferitele alimente disponibile pe insule. Cintezele au evoluat pentru a avea ciocuri care i-au ajutat să mănânce insecte, larve și flori, iar o specie a evoluat chiar pentru a avea un cioc care a făcut posibilă modelarea și folosirea unui instrument pentru a prinde gândaci. După ce a vizitat Insulele Galapagos în 1835, Charles Darwin a adus acasă multe dintre aceste păsări cu el, iar studiul de mai târziu al ciocurilor lor l-a determinat să-și dezvolte teoria evoluției.
Un alt exemplu de radiație adaptivă este evoluția marsupialelor pe continentul australian. Marsupialele au început ca niște creaturi mici, asemănătoare opossumului, dar au evoluat în multe specii când au ajuns în Australia acum aproximativ 55 de milioane de ani. Nu existau alte mamifere pe continent, așa că marsupialele au radiat pentru a îndeplini rolurile pe care ne-marsupialele le-au îndeplinit în restul lumii. Cangurii au evoluat în animale mari care pășunau, iar leii marsupiali au evoluat în prădători mari.