Kladogeneesi on kantalajin evolutiivinen jakautuminen kahdeksi erilliseksi lajiksi, jotka muodostavat kladin.
Tämä tapahtuma tapahtuu yleensä silloin, kun muutama eliö päätyy uusille, usein kaukaisille alueille tai kun ympäristömuutokset aiheuttavat useita sukupuuttoja, jotka avaavat ekologisia markkinarakoja eloonjääneille ja aiheuttavat populaatioiden pullonkauloja ja founder-efektejä, jotka muuttavat toisistaan eronneiden populaatioiden alleelien frekvenssejä verrattuna esipopulaatioihinsa. Tapahtumat, jotka saavat nämä lajit alun perin erkaantumaan toisistaan kaukaisilla alueilla, voivat silti antaa molemmille lajeille yhtäläiset mahdollisuudet selviytyä, lisääntyä ja jopa kehittyä paremmin ympäristöönsä sopiviksi, vaikka ne ovatkin edelleen kaksi erillistä lajia myöhemmän luonnonvalinnan, mutaatioiden ja geneettisen ajelehtimisen ansiosta.
Kladogeneesi on vastakohta anageneesille, jossa esi-isälaji kerryttää vähitellen muutoksia, ja lopulta, kun niitä on kertynyt tarpeeksi, laji on riittävän erilainen ja poikkeaa alkuperäisestä lähtömuodostaan niin paljon, että se voidaan leimata uudeksi muodoksi – uudeksi lajiksi. Huomaa, että anageneesissä sukulinja fylogeneettisessä puussa ei jakaannu.
Määrittääkseen, onko lajinmuodostustapahtuma kladogeneesi vai anageneesi, tutkijat voivat käyttää simulaatiota, fossiileista saatuja todisteita, eri elävien lajien DNA:sta saatuja molekyylitodisteita tai mallintamista. On kuitenkin kiistelty siitä, onko kladogeneesin ja anageneesin erottelu evoluutioteoriassa ylipäätään tarpeen.