Radiacja adaptacyjna polega na powstaniu wielu form przystosowanych do życia w odmiennych warunkach. Dochodzi do niej, gdy jakaś grupa organizmów mająca wspólne pochodzenie rozprzestrzeni się na danym terenie zasiedlając różne nisze ekologiczne, do których się adaptuje. Radiacja nasila się szczególnie, gdy dochodzi do zajmowania nie zamieszkanych wcześniej środowisk (np. zasiedlanie nie odkrytych dotąd lądów) lub zwolnionej przestrzeni (np. na skutek wielkiego wymierania). Charakterystyczną cechą radiacji jest gwałtowne różnicowanie się form, które prowadzi do powstania nowego planu budowy, tak, że z jednej grupy pierwotnej (zazwyczaj gatunku) powstanie kilka nowych o odmiennych cechach. W radiacji organizmy niekiedy ulegają skrajnej specjalizacji (np. przystosowują się tylko do określonego źródła pokarmu), co stanowi dla nich duże niebezpieczeństwo. W przypadku zmian środowiskowych grozi im bowiem wyginiecie.
Klasycznym przykładem radiacji adaptacyjnej są zięby Darwina. Ptaki te po dotarciu do Wysp Galapagos zasiedliły inne nisze ekologiczne, w których napotkały różne źródła pokarmowe. To spowodowało, że zięby wykształciły różne kształty dziobów, jako przystosowanie do zaistniałych warunków życia.
 |
| Zięby Darwina |
Radiacji adaptacyjnej uległy też muszki owocowe i sierpodzioby na Hawajach oraz ryby pielęgnicowate w jeziorach afrykańskich. W szerszej skali o radiacji możemy mówić także w przypadku różnicowania się większych grup organizmów np. ssaków.