집단유전학(population genetics)은 생물집단의 유전적 구성을 결정하는 원칙과 이에 영향을 미치는 요인을 구명하는 유전학의 한 분야이다. 집단유전학의 주된 관심사는 시간적, 공간적으로 다양한 환경에서 적응과정을 통해 생존과 생식을 지속하는 생물집단이 보유하고 있는 유전변이의 특성과 양, 그리고 이들의 변화 과정과 유지 메커니즘을 구명하는 일이다. 집단유전학은 멘델의 유전법칙과 집단의 유전구조에 영향을 미치는 다른 유전원리에 근거해 집단과 종의 진화적 변화를 초래하는 다양한 힘을 다루기 때문에 진화의 이론적 및 수학적 기초를 제공하는 학문으로 간단히 정의할 수 있다.
최근에 DNA 염기서열 분석기술이 매우 빠르게 발달하여 많은 양의 자료가 축적됨에 따라 생물집단 유전변이의 생성, 유지 메커니즘에 관한 새로운 이론이 제시되고, 자연선택 중심의 기존 진화이론을 수정하고 보완하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 현대 집단유전학 지식은 집단수준의 유전학 관련 분야인 진화론, 인간 유전학, 유전체학, 생태학, 보전생물학 등의 발전에 이바지함은 물론 개체의 생태적, 생리적 특성과 연관된 유전자의 탐색을 통하여 생명공학이나질병 치료에응용되고있다. 집단유전학 발달 초기에는 자연선택을 위시한 진화적 요인들이 집단의 유전구조에 미치는 영향을 파악하는 기본 모델을 확립하고 다수 유전자가 관여하는 양적 형질 유전에 관한 연구가 활발히 이루어졌다. 양적 유전학의 새로운 지식은 인류의 숙원인 식량 자급을 위한 동식물의 육종기술 개발에 크게 이바지했다.
집단유전학의 기본원리는 일반 유전학이나 진화론 서적에 부분적으로 소개되어 있다. 최근의 진화생물학에 관한 관심이 늘면서 관련된 여러 분야의 서적도 많이 출간되고 있으나 정작 진화론의 기초인 집단유전학의 전문서적은 구하기 어렵다. 특히 최근의 분자유전학 자료에 근거한 집단유전학의 새로운 이론과 관련 쟁점을 아우른 종합적인 서적 발간은 국내에서 처음이라 할 수 있다.
