Kladogenese er en evolutionær opsplitning af en moderart i to forskellige arter, der danner en klade.
Denne begivenhed opstår normalt, når nogle få organismer ender i nye, ofte fjerntliggende områder, eller når miljøændringer forårsager flere udrykninger, hvilket åbner økologiske nicher for de overlevende og forårsager flaskehalse i populationerne og stiftereffekter, der ændrer allelfrekvenserne i divergerende populationer i forhold til deres forfædres population. De begivenheder, der oprindeligt får disse arter til at adskille sig fra hinanden i fjerntliggende områder, kan stadig give begge arter lige store chancer for at overleve, reproducere og endda udvikle sig til at passe bedre til deres miljøer, samtidig med at de stadig er to forskellige arter på grund af efterfølgende naturlig udvælgelse, mutationer og genetisk drift.
Kladogenese står i modsætning til anagenese, hvor en forfaderart gradvist akkumulerer forandringer, og til sidst, når der er akkumuleret nok, er arten tilstrækkelig distinkt og forskellig nok fra sin oprindelige startform til, at den kan betegnes som en ny form – en ny art. Bemærk, at ved anagenese deler slægten i et fylogenetisk træ sig ikke.
For at afgøre, om en artsdannelsesbegivenhed er kladogenese eller anagenese, kan forskerne bruge simulering, beviser fra fossiler, molekylære beviser fra DNA fra forskellige levende arter eller modellering. Det er dog blevet diskuteret, om det overhovedet er nødvendigt at skelne mellem kladogenese og anagenese i evolutionsteorien.