В процессе макроэволюции происходят более масштабные преобразования, - из видов образуются новые роды, из родов - новые семейства и т. д. В процессе микроэволюции же изменения приводят к образованию новых популяций, подвидов, видов, а новых родов и семейств и т. д. (более крупных таксономических единиц) не образуется. То есть, макроэволюция происходит на более крупном уровне. В процессе микроэволюции происходят изменения внутри вида, а изменения в процессе макроэволюции надвидовые. Процесс макроэволюции растянут во времени, в отличие от микроэволюции, когда образование новых подвидов и видов может происходить в короткие сроки. В результате микроэволюции происходят изменения относительно уже имеющихся структур, органов, систем, в результате макроэволюции же возникают совершенно новые структурные единицы, органы, системы органов, которых не было ранее. Поэтому отличия макро- от микроэволюции качественные.
Микроэволюция может осуществляться быстро, в довольно короткие моменты времени. В результате мутации (наследственной изменчивости) возникают некоторые изменения генотипа. Мутации чаще носят рецессивный характер и редко полезны для вида. Зато оказавшись полезными, те особи, у которых есть полезный признак, имеют преимущество в выживании перед остальными особями в популяции. Например, жирафы, шея которых длиннее, могут доставать листья с тех деревьев, что выше. Особи с ярко выраженным признаком или выживают, или вымирают и так осуществляется микроэволюция, образуются новые подвиды и виды. Выживают особи с ярко выраженным признаком, полезным для популяции. В результате дивергенции происходит именно групповой отбор тех особей, у которых более полезный признак, в результате естественного отбора, который осуществляется благодаря мутациям.
Макроэволюция, точно так же, как и микроэволюция, происходит благодаря естественному отбору, в результате выживают более приспособленные виды и гибнут менее приспособленные, так образуются новые структурные единицы.
Примером микроэволюции является образование новых пород собак, которые все относятся к одному "правиду" (волк, очевидно), а в результате макроэволюции из простейших образуются рептилии из тех - млекопитающие. В результате микроэволюции изменения происходят относительно какой-либо структуры: свойства меха, форма морды и т. д., в процессе макроэволюции же возникают новые, иные структуры, которых не было, например, молочные железы, органы терморегуляции у млекопитающих, - их не было у рептилий, а появились у млекопитающих.
Микро- и макроэволюция не всегда четко различимы, иногда граница между ними расплывчата и отличить одно от другого не всегда можно с точностью. Если учитывать, что в результате микроэволюции, шаг за шагом образуются новые виды, то выходит, что макроэволюция происходит благодрая микроэволюционным изменениям. Но многие микроэволюционные преобразования повторимы и предсказуемы, в отличие от макроэволюции, изменения которой исторического уровня.