We analyzed mitochondrial DNA genetic variance in anadromous smelt to test whether the ecological processes inferred by the member-vagrant hypothesis to explain spatial patterns of abundance may also have evolutionary consequences for the process of population divergence. Restriction enzyme analysis was performed on 568 adult smelt from 16 sites within the estuary and the Gulf of St. Lawrence (Canada). Hierarchical analysis of heterogeneity in the frequency of 140 mitochondrial DNA genotypes and clustering analysis revealed the existence of four distinct populations among which gene flow has been restricted. This population structure appeared to be organized by the number of suitable habitats for retention of early life-history stages and their probability of diffusion among populations. This suggests that ecological processes inferred by the member-vagrant hypothesis may be a primary factor controlling population genetic diversity in anadromous smelt. Biogeographic events may also have played a major role in shaping smelt population genetic diversity. Our results emphasize the importance of considering the interplay between the life-history characteristics of a species, its genetic diversity, and environmental constraints in a historical perspective to better understand its evolutionary ecology. Résumé : Nous avons analysé la variance génétique de l'ADN mitochondrial chez l'Éperlan arc-en-ciel anadrome afin de vérifier si les processus écologiques expliquant les patrons de distribution spatiale selon l'hypothèse de « member-vagrant » pouvaient également avoir des conséquences évolutives sur le processus de divergence des populations. Un total de 568 éperlans adultes provenant de 16 sites de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent (Canada) ont été analysés par enzymes de restriction. Les analyses de groupement et hiérarchique de l'hétérogénéité de la fréquence de 140 haplotypes mitochondriaux ont mis en évidence quatre populations distinctes entre lesquelles le flux génique est restreint. Cette structure populationnelle semble correspondre au nombre d'habitats favorables à la rétention des jeunes stades et à leur probabilité de diffusion entre populations. Ces résultats suggèrent que les processus écologiques sous-jacents à l'hypothèse de « member-vagrant » ont un effet déterminant sur la diversité génétique de l'Éperlan. De plus, des facteurs biogéographiques ont probablement joué un rôle important sur la détermination de cette diversité. Dans l'ensemble, cette étude illustre l'importance de considérer dans une perspective historique les interactions entre les caractéristiques du cycle vital d'une espèce, sa diversité génétique et les contraintes environnementales afin de mieux en comprendre l'écologie évolutive.