O isolamento reprodutivo resulta da incapacidade, total ou parcial, de membros de duas populações se cruzarem, por conta de barreiras biológicas, produzindo descendência fértil, ou não se reproduzindo.

A formação dessa barreiras tem papel importantíssimo no processo de especiação, pois impedem a mistura de genes (fluxo gênico) entre as diferentes populações.

Num caso típico de especiação alopátrica, depois de um longo período de isolamento geográfico, as populações podem se diferenciar tanto que perdem a capacidade de cruzamento entre si, tornando-se reprodutivamente isoladas. É o critério principal do "conceito biológico de espécie" para considerar duas populações como espécies distintas.

O isolamento reprodutivo pode ocorrer de duas formas: como pré ou pós-zigótico:

- Barreiras pré zigóticas: impedem que a fecundação ocorra. Exemplos: Isolamento ecológico, temporal e comportamental, onde não há tentativa de acasalamento.

No isolamento ecológico, as populações exploram ambiente diferentes;

No isolamento temporal, as populações diferem quanto ao período reprodutivo;

No isolamento comportamental, as populações tem rituais de acasalamento distintos.

- Barreiras pós zigóticas: A fecundação ocorre, e a prole não sobrevive ou é estéril. Pode ocorrer por isolamento gamético ou mecânico.

No isolamento gamético, ocorre uma incompatibilidade entre os gametas das duas populações;

No isolamento mecânico, quando os órgãos sexuais de duas populações não são complementares, o que impede a cópula ou transferência de gametas.