Relatie tussen allelfrequenties en genotypefrequenties voor een bepaald locus in een populatie, zodanig dat de genotypes via volkomen lukrake combinaties van de in de populatie aanwezige allelen tot stand komen en hun frequenties via een eenvoudige rekenregel uit de allelfrequenties voorspeld kunnen worden
Deze regel, omstreeks 1908 opgesteld door de Engelse wiskundige G.H. Hardy en de Duitse natuurkundige W. Weinberg, drukt uit dat als er op de genetische samenstelling van een populatie geen uitwendige krachten werken, de genotypefrequenties volledig bepaald worden door de allelfrequenties. Wiskundig kan de wet van Hardy en Weinberg als volgt geformuleerd worden: Als voor een locus met twee allelen, A en a, de allelfrequenties gelijk zijn aan p en q, dan zijn de evenwichtsfrequenties van de drie mogelijke genotypes AA, Aa en aa, respectievelijk gelijk aan p$$$^2$$$, 2pq en q$$$^2$$$. Voor loci met meerdere allelen geldt een uitgebreidere formule.
Als je in een populatie de allelfrequenties bepaalt, kun je met de regel van Hardy-Weinberg de bijbehorende (verwachte) genotypefrequenties uitrekenen. Vervolgens kun je die vergelijken met de werkelijke genotypefrequenties om vast te stellen of de populatie genetisch in evenwicht is. Deze test wordt in de populatiegenetica gezien als nulhypothese: als niet aan de wet voldaan wordt is er iets aan de hand.
De regel van Hardy en Weinberg geldt als aan vijf voorwaarden voldaan is: (1) de populatie is groot, (2) er is geen migratie, (3) er is geen selectie, (4) er zijn geen mutaties op het locus, (5) er is panmixis, d.w.z. de kans om te paren met een ander lid van de populatie is voor alle leden van de populatie even groot.
Ondanks het feit dat deze voorwaarden erg strikt zijn, blijkt het Hardy-Weinberg-evenwicht toch voor veel veldpopulaties van planten en dieren op te gaan, inclusief menselijke bevolkingen.
