Популя́ция (ср.-век. лат. populatio, от лат. populus – народ, население), совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию. Контакты между особями внутри одной популяции более часты, чем между особями разных популяций, что проявляется, например, в более высоком уровне свободного скрещивания (панмиксия). Внутри популяции можно выделить более мелкие подразделения (семьи, демы, парцеллы и др.). Популяции разных видов, сосуществующих в одном месте, образуют в своей совокупности сообщество (биоценоз). Популяции характеризуются общей численностью особей, плотностью (числом особей на единицу площади), характером пространственного распределения особей, упорядоченностью структуры, а также определённым количественным соотношением особей разного возраста, пола, размера, разных генотипов и т. д. Соответственно различают возрастную, половую, размерную, генетическую и другие структуры популяции. Динамика численности популяции во времени определяется соотношением показателей рождаемости и смертности особей, а также их иммиграции и эмиграции. Если удельная (рассчитанная на одну особь) скорость роста популяции постоянна, численность популяции увеличивается по экспоненциальному закону и в ней устанавливается стабильная возрастная структура. Способность к экспоненциальному росту свойственна любой популяции, но в силу всегда возникающей нехватки природных ресурсов, а также неблагоприятных изменений во внешней среде экспоненциальный рост или прекращается внезапно, сменяясь падением численности, или же (чаще) тормозится постепенно, по мере увеличения численности. В последнем случае для описания роста популяции часто используют логистическое уравнение. Многие методы оценки динамики численности популяции заимствованы из демографии, например демографические таблицы, а также кривые выживания. У большинства видов животных и растений численность популяции более или менее постоянна, но в некоторых популяциях она подвержена значительным колебаниям, иногда весьма регулярным (у полёвок, леммингов, некоторых насекомых и др.). Вспышки численности животных могут сопровождаться миграциями (например, перелётные виды саранчовых, многие копытные). Динамика численности природных популяций определяется как абиотическими (климатическими), так и биотическими факторами (пресс хищников и паразитов, внутривидовая и межвидовая конкуренция за жизненно важные ресурсы), изменяющими силу своего воздействия в зависимости от плотности популяции. У некоторых животных плотность популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами, а также путём перестройки генетической структуры. Колебания численности (волны жизни) могут привести к повышению гомозиготности популяции и утере отдельных аллелей в процессе дрейфа генов. При отсутствии давления внешних факторов и соблюдении панмиксии частоты генов в популяции сохраняются неизменными.

Термин «популяция» введён В. Л. Иогансеном в 1903 г. (для обозначения неоднородной в генетическом отношении группы особей одного вида в отличие от однородной чистой линии). Однако уже Ч. Дарвин объяснял происхождение видов в процессе эволюции, опираясь на данные о наследственной изменчивости и конкуренции в пределах совокупности особей, т. е. популяции. В современной биологии популяция рассматривается как элементарная единица процесса микроэволюции, способная реагировать на изменение среды перестройкой своего генофонда. Об изменениях, происходящих в генетической структуре популяции, судят по изменению частот и состава аллелей, для распознавания которых выбираются специальные маркеры (например, белки), а для генетической характеристики популяции используют также понятия средней приспособленности и генетического груза. Изучение популяций ранее велось главном образом на животных, однако позднее стали интенсивно исследоваться и популяции растений, по отношению к которым часто употребляют термин «ценопопуляция». Поскольку все виды живых организмов представлены в природе конкретными популяциями, понятие «популяция» является одним из центральных в биологии, а генетические, экологические, эволюционные подходы к изучению популяции часто объединяются в особое направление – популяционную биологию. Изучение популяций важно и в практическом отношении. Без него невозможны разработка эффективных мер защиты растений, рациональное использование биологических ресурсов, природоохранные мероприятия. Термин «популяция» употребляют также по отношению к каким-либо группам клеток.