All’idea del creazionismo, basata essenzialmente sulla lettura e sulla interpretazione di testi sacri come la Bibbia, che poneva il concetto di specie come ente immutabile, creato all'inizio della storia della vita e destinato a rimanere identico a se stesso, l'evoluzionismo opponeva una visione dinamica dei meccanismi di correlazione fra specie diverse.
Darwin raccolse prove, sistematizzò, diede un volto compiuto ed organico alla teoria dell'evoluzione. Essa si basa sul rifiuto del concetto di specie come ente immutabile, dandone piuttosto una definizione di tipo operativo: appartengono a una stessa specie tutti gli individui in grado di accoppiarsi fra di loro e di generare prole fertile e vitale. Secondo Darwin, le specie viventi che conosciamo oggi sulla Terra non sono rimaste immutate nel corso dei millenni, ma sono derivate l'una dall'altra per mezzo di specie intermedie le cui tracce si sono, nella maggior parte dei casi, perse, ma la cui esistenza può venire documentata da reperti fossili.

L'ipotesi di Darwin richiede perciò un progenitore comune a tutte le forme di vita, il quale, attraverso cambiamenti ed evoluzioni in direzioni diverse, ha dato origine a tutte le specie viventi di oggi. La teoria dell'evoluzione identifica in maniera molto chiara e plausibile anche le cause dei cambiamenti che, accumulandosi di generazione in generazione e conservandosi nella discendenza, provocano una tale diversificazione di un gruppo di individui all'interno di una specie da permettere di identificarlo con una specie nuova, diversa dalla precedente.

La fonte di questi cambiamenti è data dalla variabilità individuale che si riscontra facilmente all’interno di una specie: pur avendo caratteristiche comuni, due individui - tranne nei casi di gemellaggio monozigotico - non sono mai del tutto identici, ma presentano dei caratteri come la statura, il peso, le dimensioni di determinati organi variabili entro limiti più o meno ristretti. Partendo da questa osservazione, Darwin ipotizzò che, all'interno di una specie, si venisse a formare una vasta gamma di caratteristiche individuali, non solo riguardo a parametri esterni come il peso o la statura, ma anche riguardo alla struttura intima degli organi o alle loro funzioni.

Egli osservò inoltre l'esistenza di una classe di caratteri che venivano ereditati di generazione in generazione e di altri che invece non seguivano lo stesso destino; notò anche che la seconda classe di caratteri corrispondeva ai caratteri acquisiti nel corso della vita, come ad esempio lo sviluppo fuori della norma di un certo muscolo in seguito ad esercizio. (Facendo un esempio, il figlio di un tennista non nascerà con un braccio più sviluppato dell'altro). Individuata la fonte della variabilità degli esseri viventi, è necessario indicare le forze che plasmano l'evoluzione di un organismo in una certa direzione piuttosto che in un'altra.

Queste forze vanno ricercate nella maggiore o minore possibilità di sopravvivenza in un dato ambiente, ossia in quel complesso di azioni ambientali indicato come selezione naturale. L'ambiente in cui una data specie si trova a vivere presenta delle caratteristiche ben precise per quel che riguarda il clima, la composizione dell'atmosfera, le risorse alimentari, la presenza di specie concorrenti; ogni specie si trova a dover far fronte ad un gran numero di necessità molto diverse. Se, all'interno di una specie, appare un individuo che, per un motivo qualsiasi, ha una caratteristica che gli permette una più facile sopravvivenza nell'ambiente in cui si trova, esso avrà una maggiore possibilità di accoppiarsi rispetto agli altri.

È possibile che anche i suoi discendenti conservino la caratteristica favorevole; se è così, la caratteristica verrà ereditata di generazione in generazione, diffondendosi sempre più all'interno della specie anche per un fenomeno di competizione intraspecifica. Dopo un certo numero di generazioni, la specie avrà acquistato un carattere che la rende più adatta alla sopravvivenza nell'ambiente in cui si trova. Il fenomeno della speciazione è però più complesso; la selezione naturale ci spiega soltanto l’origine di cambiamenti orientati nelle caratteristiche di una specie, senza peraltro indicare le modalità attraverso le quali si giunge ad un differenziamento talmente radicale da implicare l'impossibilità di accoppiamenti e l’apparizione, quindi, di una nuova specie distinta dall'originaria.

La comparsa di una nuova specie è invece spesso legata a fattori territoriali, come l'isolamento geografico di due gruppi di individui appartenenti alla stessa specie. In una situazione di questo tipo, è facile che i due gruppi imbocchino vie evolutive diverse, trovandosi di fronte ad ambienti di differente natura; in capo a un certo numero di generazioni, è possibile che le differenze siano divenute tali da impedire l'accoppiamento fra individui appartenenti a gruppi diversi, e si siano così formate due nuove specie a partire dall'originale della quale non rimane traccia. Il concetto di selezione naturale, enunciato da Darwin, in termini logici strettamente delimitati al campo dell’evoluzione delle specie, è stato spesso stravolto nel suo significato.

La selezione naturale non determina la «sopravvivenza del più forte», ma soltanto la sopravvivenza dell’individuo che, in un dato tipo di ambiente, risponde meglio alle necessità di adattamento. E’ importante capire come, nel concetto di «più adatto» non sia assolutamente implicito un qualunque giudizio di ordine assoluto; in altre parole, «più adatto» non significa affatto «migliore», se al termine migliore si dà un qualunque significato etico o morale. È necessario diffidare, quindi, di una qualunque teoria che tenti di applicare il concetto di selezione naturale alla sfera umana.