Добжанского интересовала прежде всего эволюция как процесс, и открыв вместе со Стертевантом полиморфизм по перестройкам хромосом, он увидел в этом возможность визуального слежения за изменением генофонда популяции и шагами видообразования. Основной пафос эволюционных построений Добжанского, исследовательская программа, пленившая его самого и заворожившая его учеников и последователей, была ясно и доступно обоснована им в знаменитой книге 1937 года.
Главное в синтетической теории эволюции состоит в положении, что эволюция — это прежде всего изменения генофонда популяций под действием естественного отбора и что механизмы, вызывающие внутри- и межвидовые различия, сходны или одни и те же. И тогда масштабное, развернутое в пространстве и времени исследование изменений генофонда популяций (микроэволюция) дает ключ к тайнам разнообразия живых организмов и происхождения видов (макроэволюция). Добжанский показал возможность изучать ход эволюции в действии и оценивать известные ранее факты с новых популяционно-генетических позиций.
Виды отличаются прежде всего наборами генов и их аллелей (вариантов). Самый существенный момент возникновения видов — возникновение препятствий к обмену генами, появление изолирующих механизмов. Анализ изолирующих механизмов (этот термин и концепция в целом принадлежат Добжанскому) важнее морфологии.
Историки науки продолжают анализировать, в чем секрет успеха книги Добжанского 1937 года, секрет необычно быстрого признания содержащихся в ней идей и исследовательской программы. Ведь в принципе подобная программа работ была высказана в известной статье С.С. Четверикова 1926 года и экспериментально начала разрабатываться его последователями, в том числе и выдающимся генетиком М.В. Тимофеевым-Ресовским. Почти каждая группа фактов и методических подходов, послуживших обоснованием эволюционной концепции Добжанского, не были сами по себе оригинальными. В чем же тогда успех его книги и последующей серии работ? Вот мнение Ричарда Левонтина, одного из самых известных учеников Добжанского: «Добжанскому удалось создать интеллектуальное поле эволюционной генетики, его влияние было особенно огромным в антропологии, где благодаря силе его личности и силе убеждений факты, уже известные в литературе, но бывшие просто информацией, приобрели в головах людей ранг знания».
Действительно, Добжанский вслед за последователями Четверикова С.М. Гершензоном, Г.Д. Ромашовым, Н.В. Тимофеевым-Ресовским и Н.П. Дубининым показал, что особи из природных популяций несут множество мутаций в скрытом гетерозиготном состоянии, причем многие из этих мутаций либо понижают жизнеспособность, либо летальны в гомозиготе.
