生殖隔離作為物種形成的定義性特徵，在分子時代已從分類學概念轉化為可機械論剖析的遺傳學現象。Coyne & Orr（2004, Speciation）整合了生殖隔離演化的核心理論框架，至今仍為標準參考。
隔離強度的定量化
Ramsey et al.（2003, Evolution）提出以「total reproductive isolation」的連乘公式量化：RI_total = 1 − Π(1 − RI_i)，其中各 i 代表不同隔離屏障。分析 Mimulus lewisii 與 M. cardinalis（兩者傳粉者不同，分別為蜂與蜂鳥）發現 pollinator isolation 貢獻 ~98% 的總隔離，顯示傳粉者轉換在植物快速物種形成中的核心地位。
Dobzhansky-Muller 不相容性（DMI）基因的鑑定
Ting et al.（1998, Science）首次鑑定 Drosophila 雜交不育基因 Odysseus (OdsH)，顯示同源異形盒基因在物種間可快速演化產生不相容性。Presgraves et al.（2003, Nature）鑑定 D. melanogaster × D. simulans 雜交致死涉及核孔蛋白 Nup96，並顯示其經歷正向選擇。Bayes & Malik（2009, Science）發現 Hmr 與 Lhr 兩個異染色質結合蛋白的共演化衝突造成雜交致死，暗示遺傳衝突（intragenomic conflict）驅動 DMI 演化。
配子識別與快速演化
Swanson & Vacquier（2002, Nat. Rev. Genet.）的綜述指出，精卵識別蛋白（如 bindin、lysin、ZP2/ZP3）在物種間極端快速演化，受正向選擇驅動。在鮑魚 lysin 中 dN/dS > 3。Palumbi（1999, PNAS）以 bindin 序列在 Echinometra 海膽中的替換率解釋配子隔離的快速建立。此類演化可能由性衝突（sexual conflict）、病原體防禦、或強化（reinforcement）驅動。
強化（Reinforcement）
Dobzhansky（1940）提出當兩個不完全隔離的族群二次接觸時，天擇會強化交配前隔離以避免產生低適應性雜交後代。Servedio & Noor（2003, ARES）回顧證據：歐洲 Drosophila pseudoobscura × D. persimilis 在同域區顯示更強的雌性選擇歧視，支持強化。然而 reinforcement 需要滿足嚴格條件（雜交代價高、充分基因流以維持梯度），Barton & de Cara（2009, Evolution）的族群遺傳模型顯示其發生頻率可能被高估。
雜交物種形成（Hybrid Speciation）
雖然生殖隔離通常阻止基因流，但雜交本身可產生新物種：(1) 異源多倍體（常見於植物，見 polyploidy 條目）；(2) homoploid hybrid speciation（染色體數不變）。Rieseberg et al.（2003, Science）以 Helianthus 向日葵證明 homoploid hybrid speciation，雜交後代透過染色體重排快速獲得與親本的隔離。在動物中 Meier et al.（2017, Nat. Commun.）報告維多利亞湖慈鯛的爆炸性輻射中存在雜交起源。
性染色體與 Haldane 法則的分子基礎
Turelli & Orr（1995, Genetics）的「dominance theory」認為 X 上的隱性不相容性在異配性別（半合子）中暴露。Masly & Presgraves（2007, PLoS Biol.）以 Drosophila 雜交不育基因密度分析支持 X 染色體過度富集 DMI 基因（large X-effect）。Meiklejohn & Tao（2010, Trends Ecol. Evol.）進一步將此連結到 meiotic drive 與性衝突的共演化。
基因組尺度的隔離景觀
Nosil et al.（2009, Mol. Ecol.）提出「islands of divergence」概念：同域或近緣物種間基因流抹平大部分基因組，但少數受強選擇或低重組區域維持 F_ST 的高峰。Ravinet et al.（2017, J. Evol. Biol.）的綜述整合 genome scan 方法辨識隔離相關位點，但警告 background selection 與低重組可產生假訊號（Cruickshank & Hahn, 2014）。
前沿方向：結合 introgression 訊號（ABBA-BABA, D statistics）、chromatin 層級的不相容性（Brand et al., 2018）、以及 CRISPR 驗證候選 DMI 基因的功能（Phadnis et al., 2015）正在重塑我們對生殖隔離遺傳基礎的理解。