群体遗传学(英语:Population genetics)又称族群遗传学或种群遗传学,是研究在演化动力的影响下,等位基因的分布和改变。演化动力包括自然选择、性选择、遗传漂变、突变以及基因流动五种。通俗而言,群体遗传学则是在种群水平上进行研究的遗传学分支。它也研究遗传重组,种群的分类,以及种群的空间结构。同样地,群体遗传学试图解释诸如适应和物种形成现象的理论。
群体遗传学是现代进化综论出现的一个重要成分。该学科的主要创始人是休厄尔·赖特、约翰·伯顿·桑德森·霍尔丹和罗纳德·费雪,他们还曾经为定量遗传学的相关理论建立基础。
传统上是高度数学化的学科,现代的群体遗传学包括理论的,实验室的和实地的工作。计算方法常使用溯祖理论,自1980年代发挥了核心作用。