L' evolucio dirigida es un metode utilitzat en l'enginyeria de proteines per aprofitar el poder de la seleccio natural i obtenir proteines o ARN amb les propietats desitjades que no es troben a la natura.

Un experiment tipic d'evolucio dirigida implica tres passos:

1. Diversificacio: El gen que codifica la proteina d'interes es mutat i/o recombinat a l'atzar per a crear una gran biblioteca de gens variants. Les tecniques usades generalment en aquest pas son les de multiplicacio per la Reaccio en cadena de la polimerasa (PCR en angles) amb propensio a errors i barrejat d' ADN ( DNA shuffling en angles).
2. Seleccio: La biblioteca de mutants es analitzada per trobar la presencia de gens que posseeixen la propietat desitjada usant metodes de cribatge o seleccio.
3. Amplificacio: Els gens variants identificats en la seleccio o cribatge es repliquen multitud de vegades per a poder sequenciar el seu ADN . La sequencia resultant servira per analitzar i entendre les mutacions que han tingut lloc.

Junts, aquests 3 passos son considerats una volta de l'evolucio dirigida. La majoria d'experiments realitzaran mes d'una volta. En aquests experiments, els "guanyadors" de la volta anterior son diversificats en la seguent volta per a crear una nova biblioteca. Al final de l'experiment, totes les noves proteines o els ARN mutats seran caracteritzats mitjancant metodes bioquimics.

La possibilitat d'exit en un experiment d'evolucio dirigida esta directament relacionat amb la mida total de la biblioteca, ja que analitzant mes mutants s'augmenta la probabilitat de trobar-ne un amb les propietats desitjades. Realitzar multiples voltes d'evolucio es util no nomes perque una nova biblioteca de mutants es crea en cada volta, sino tambe perque cada volta utilitza mutants millors com a plantilla de la seguent volta.

L'evolucio dirigida pot ser realitzada en cel·lules vives (evolucio "in vivo") o en tubs d'assaig (evolucio "in vitro"). L'evolucio amb cel·lules vives te l'avantatge que se seleccionen propietats basades en un entorn cel·lular, que es util quan la proteina o ARN resultants ha de ser usada en organismes vius. L'evolucio "in vitro", en canvi, es mes versatil en els tipus de seleccions que es poden realitzar. A mes, els experiments realitzats "in vitro" poden generar biblioteques mes amplies, ja que l'ADN no ha de ser introduit dins de les cel·lules, actualment un dels passos limitants de la tecnica "in vivo".

L'avantatge del plantejament de l'evolucio dirigida es que el cientific que fa la recerca no necessita entendre el mecanisme de l'activitat que es desitja per poder-la millorar. Un metode alternatiu es la mutagenesi dirigida a la ubicacio que es basa en dades de cristal·lografia de raigs-X .

La majoria dels projectes amb plantejament d'evolucio dirigida busquen evolucionar les propietats que son utils als humans en termes d'agricultura, medicina o industrialitzacio. Es, doncs, possible, d'usar aquest metode per a optimitzar les propietats que no van ser seleccionades per l'organisme original. Algunes d'aquestes propietats podrien ser especificitat, termoestabilitat i moltes d'altres.