Esta rama de la biogeografía trata de encontrar explicaciones a la distribución de la biodiversidad desde los puntos de vista histórico y geográfico, a gran escala. Entre sus métodos usa la reconstrucción de la historia de la distribución de cada especie o de un grupo (taxón). Esta reconstrucción se hace desde la historia de la zona donde se origina una especie y mediante la reconstrucción de la historia de la biota o conjunto de especies de un ambiente. Los patrones de distribución de las especies y las características de los organismos son influenciados por la historia del lugar donde se encuentran y por la historia de vida del linaje, es decir, los cambios y los procesos sufridos históricamente por la especie. La biogeografía histórica se basa en dos teorías para explicar cómo se pudo haber dado la distribución actual de las especies.
• La primera considera que una especie se origina en un lugar particular del planeta llamado centro de origen. A partir de este lugar, los individuos de la especie pueden dispersarse por el resto del planeta si tienen la capacidad de hacerlo, como por ejemplo, a través de adaptaciones que les permitan dispersarse, por ejemplo, mediante el viento, el agua o por sus propios medios como por el vuelo.
• La segunda idea considera que la distribución de una especie se ve afectada por cambios geológicos y climáticos. Estos se convierten en barreras que separarán a una población en dos o más grupos, lo que se conoce con el nombre de vicarianza.