TheHardy-Weinbergin yhtälö on matemaattinen yhtälö, jolla voidaan laskea populaation geneettinen vaihtelu tasapainotilassa. Vuonna 1908 G. H. Hardy ja Wilhelm Weinberg kuvasivat itsenäisesti populaatiogenetiikan perusperiaatteen, joka on nykyään nimeltään Hardy-Weinberg-yhtälö. Yhtälö on Hardy-Weinberg-tasapainotilana tunnetun periaatteen ilmentymä, jonka mukaan geneettisen vaihtelun määrä populaatiossa pysyy vakiona yhdestä sukupolvesta toiseen häiritsevien tekijöiden puuttuessa.
Hardy-Weinbergin yhtälön tutkimiseksi voidaan tutkia yksinkertaista geneettistä lokusta, jossa on kaksi alleelia, A ja A. Hardy-Weinbergin yhtälö ilmaistaan seuraavasti:
P2 + 2PQ+ q2 = 1
missä p on ”A” – alleelin frekvenssi ja q on ”a” – alleelin frekvenssi populaatiossa. Yhtälössä p2 edustaa homotsygoottisen genotyypin AA frekvenssiä, q2 kuvaa homotsygoottisen genotyypin aa frekvenssiä ja 2pq heterotsygoottisen genotyypin frekvenssiä Aa.In lisäksi kaikkien lokuksen alleelien taajuuksien summa on 1, joten p + q = 1. Jos p-ja q-alleelin taajuudet tunnetaan, voidaan kolmen genotyypin taajuudet laskea Hardy-Weinbergequationin avulla. Populaatiogenetiikan tutkimuksissa Hardy-Weinbergin yhtälöä voidaan käyttää mittaamaan, eroavatko populaatiossa havaitut genotyypin frekvenssit yhtälön ennustamista frekvensseistä.