Mega Evolution dalam Pokemon merupakan perubahan wujud Pokemon dari wujud normal ke wujud Mega. Pokemon yang telah melakukan Mega Evolution akan mendapatkan keterangan tambahan Mega di depan nama Pokemon tersebut. Berdasarkan cerita, Lucario merupakan Pokemon pertama yang dapat melakukan Mega Evolution menjadi Mega Lucario. Feature Mega Evolution ini pertama kali diperkenalkan pada seri game Pokemon generasi keenam, yakni Pokemon X Y.
Dalam seri game Pokemon, untuk dapat melakukan Mega Evolution, Pokemon tersebut harus membawa Mega Stone yang sesuai. Dengan pengecualian untuk Rayquaza. Untuk Rayquaza, melakukan Mega Evolution menjadi Mega Rayquaza, dengan mempelajari serangan Dragon Ascent terlebih dahulu.
Selain itu trainer Pokemon juga harus memiliki Key Stone. Berdasarkan penjelasan dari Professor Sycamore, bahwa Mega Stone dan Key Stone yang terkait, tidak akan bisa memicu proses Mega Evolution, bila tidak ada kedekatan antara trainer dengan Pokemon. Dalam sebuah battle, hanya bisa satu Mega Pokemon saja yang digunakan. Mega Pokemon tersebut hanya dapat kembali ke wujud normal bila kalah dalam pertarungan atau setelah selesai pertarungan. Berbeda dengan item lain yang dibawa oleh Pokemon, Mega Stone tersebut tidak dapat dicuri, dengan Thief atau Covet sebagai contoh.
Pokemon yang melakukan Mega Evolution selain akan mengalami perubahan wujud juga perubahan base stats, beberapa ability, atau bahkan mengalami perubahan type. Pokemon tersebut mengalami peningkatan base stats hingga 100 point. Hanya Alakazam yang mengalami peningkatan base stats sebanyak 90 point saat menjadi Mega Alakazam pada seri game Pokemon generasi keenam. Hal tersebut dikarenakan Alakazam telah terlebih dahulu mengalami peningkatan 10 point base stats dari game Pokemon generasi kelima ke generasi keenam. Sehingga peningkatan diambil berdasarkan base stats Alakazam pada game Pokemon generasi kelima. Bila menggunakan dasar base stats Alakazam pada game Pokemon generasi kelima, maka keseluruhan base stats yang meningkat adalah 100 point.
Beberapa Pokemon memiliki lebih dari satu Mega Evolution, seperti Mewtwo dan Charizard. Mewtwo dapat melakukan Mega Evolution menjadi Mega Mewtwo X dan Mega Mewtwo Y. Begitu juga Charizard yang mampu melakukan Mega Evolution menjadi Mega Charizard X dan Mega Charizard Y. Pokemon yang mengalami Mega Evolution akan memiliki ability baru, pengecualian untuk Latias, Latios, dan terkadang Audino. Dua Legendary Pokemon ini memiliki ability yang tetap yakni Levitate, baik sebelum Mega Evolution, atau setelah menjadi Mega Latias atau Mega Latios. Salah satu ability yang mungkin dimiliki oleh Audino ialah Healer, yang mana juga merupakan ability dari Mega Audino.
Perubahan type Pokemon melalui Mega Evolution seperti dari Gyarados dengan kombinasi type water-Flying menjadi Mega Gyarados dengan kombinasi type Water-Dark. Contoh Pokemon yang mengalami penambahan type ialah Sceptile. Salah satu starter Pokemon dalam seri game Pokemon Ruby, Sapphire, dan Emerald, tersebut memiliki type Grass, namun setelah melakukan Mega Evolution akan menjadi Mega Sceptile dengan type kombinasi Grass-Dragon. Ada juga Pokemon yang justru mengalami perubahan type dari dual-type menjadi single-type, yakni Aggron. Aggron yang merupakan Pokemon dengan kombinasi type Steel-Rock, berubah menjadi Mega Aggron dengan type Steel. Aerodactyl merupakan Pokemon fossil pertama yang dapat melakukan Mega Evolution menjadi Mega Aerodactyl.