A kladogenezis egy szülőfaj evolúciós szétválása két különböző fajra, kládot alkotva.
Ez az esemény általában akkor következik be, amikor néhány élőlény új, gyakran távoli területekre kerül, vagy amikor a környezeti változások többszörös kihalást okoznak, ami ökológiai rést nyit a túlélők számára, és populációs szűk keresztmetszeteket, valamint az eltérő populációk allélfrekvenciáját az őspopulációhoz képest megváltoztató alapítóhatásokat okoz. Azok az események, amelyek miatt ezek a fajok eredetileg egymástól távoli területeken különváltak el, a későbbi természetes szelekció, mutációk és genetikai sodródás következtében mégis lehetővé tehetik, hogy mindkét fajnak egyenlő esélye legyen a túlélésre, a szaporodásra és akár a környezetükhöz jobban illeszkedő fejlődésre, miközben továbbra is két különböző faj marad.
A kládogenezis ellentétben áll az anagenezissel, amelyben egy ősi faj fokozatosan halmoz fel változásokat, és végül, amikor már elegendő változás halmozódott fel, a faj eléggé elkülönül és eléggé különbözik az eredeti kiindulási formájától ahhoz, hogy új formának – új fajnak – lehessen nevezni. Megjegyzendő, hogy anagenezis esetén a törzsvonal a filogenetikai fán nem válik szét.
Az annak megállapítására, hogy egy fajképződési esemény kladogenezis vagy anagenezis-e, a kutatók szimulációt, kövületekből származó bizonyítékokat, különböző élő fajok DNS-éből származó molekuláris bizonyítékokat vagy modellezést használhatnak. Vitatott azonban, hogy a kladogenezis és az anagenezis közötti különbségtételre egyáltalán szükség van-e az evolúcióelméletben.