Kladogenese ist eine evolutionäre Aufspaltung einer Elternart in zwei verschiedene Arten, die eine Klade bilden.
Dieses Ereignis tritt in der Regel ein, wenn einige wenige Organismen in neuen, oft weit entfernten Gebieten landen oder wenn Umweltveränderungen mehrere Aussterbeereignisse verursachen, die ökologische Nischen für die Überlebenden eröffnen und Populationsengpässe und Gründereffekte verursachen, die die Allelfrequenzen der divergierenden Populationen im Vergleich zu ihrer angestammten Population verändern. Die Ereignisse, die dazu führen, dass sich diese Arten ursprünglich in weit entfernten Gebieten voneinander trennen, können es beiden Arten dennoch ermöglichen, die gleichen Chancen zu haben, zu überleben, sich fortzupflanzen und sich sogar so zu entwickeln, dass sie besser an ihre Umwelt angepasst sind, während sie aufgrund der nachfolgenden natürlichen Selektion, Mutationen und genetischen Drift immer noch zwei verschiedene Arten sind.
Die Kladogenese steht im Gegensatz zur Anagenese, bei der eine ursprüngliche Art allmählich Veränderungen erfährt, und schließlich, wenn genügend Veränderungen eingetreten sind, die Art so weit von ihrer ursprünglichen Ausgangsform abweicht, dass sie als neue Form – eine neue Art – bezeichnet werden kann. Man beachte, dass sich bei der Anagenese die Abstammungslinie in einem phylogenetischen Baum nicht aufspaltet.
Um festzustellen, ob es sich bei einem Speziationsereignis um Kladogenese oder Anagenese handelt, können Forscher Simulationen, Beweise aus Fossilien, molekulare Beweise aus der DNA verschiedener lebender Arten oder Modellierungen verwenden. Es ist jedoch umstritten, ob die Unterscheidung zwischen Kladogenese und Anagenese in der Evolutionstheorie überhaupt notwendig ist.