प्रायोगिक विकास का संबंध नियंत्रित प्रयोगों के उपयोग से विकास की परिकल्पनाओं और सिद्धांतों का परीक्षण करने से है। यह आम तौर पर तेजी से पीढ़ी के समय और छोटे भौतिक आकार वाले जीवों का उपयोग करता है, अक्सर सूक्ष्म जीवों का उपयोग उन घटनाओं का निरीक्षण करने के लिए करता है जो बड़े बहुकोशिकीय जीवों में बहुत धीमी गति से होती हैं। प्रायोगिक विकास अपने सबसे अनुभवजन्य अर्थ में विकासवादी जीव विज्ञान है, क्योंकि इसमें वास्तविक समय में होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन शामिल है। समसामयिक आबादी के बीच तुलना से विकासवादी प्रक्रियाओं का अनुमान लगाने के बजाय आबादी। इस प्रकार यह विकासवादी प्रक्रियाओं और अनुकूलन पैटर्न के बीच सीधा कारण संबंध स्थापित करने का एक शक्तिशाली उपकरण है।