İnsan dahil tüm canlı türlerinin doğal seçilim yoluyla bir ya da birkaç ortak atadan evrildiğini öne sürmüş ve o günün şartlarına göre bu teoriyi destekleyen pek çok kanıt sunmuştur. Darwin'in fikirleri üzerine inşa edilen modern evrim teorisi, bugün biyoloji biliminin temeli ve birleştirici öğesidir. Evrimin gerçekleştiği gerçeği Charles Darwin'in yaşadığı dönemde, doğal seçilim teorisinin evrimin ana açıklaması olduğu ise 1930'lu yıllarda bilim dünyası tarafından kabul görmüştür. Darwin'in orijinal teorileri modern evrimsel biyolojinin temelini oluşturmakta, hayatın çeşitliliği üzerine birleştirici bir mantıksal açıklama sunmaktadır.

Darwin'in doğa tarihine duyduğu ilgi, önce Edinburgh Üniversitesi'nde tıp, sonra Cambridge Üniversitesi'nde teoloji okurken gelişti. Beagle gemisinde yaptığı beş senelik yolculuk sırasında, zamanın meşhur jeoloğu Charles Lyell'ın ortaya attığı, geçmişteki jeolojik süreçlerin bugünkülerle aynı olduğunu savunan teoriyi destekleyecek pek çok gözlem yaptı ve iyi bir jeolog olarak ünlendi. Aynı yolculukta, canlıların coğrafi dağılımı ve fosiller üzerine yaptığı dikkatli gözlemler sonucunda, türlerin birbirine dönüşümüyle ilgilenmeye başladı ve 1838'de doğal seçilim fikrini geliştirdi. Daha önce benzer fikirlerin "sapkınlık" olarak nitelendirildiğini ve bastırıldığını görmüş olduğundan, uzun süre fikirlerini en yakın arkadaşları dışında kimseye açmadı. Olası itirazlara en iyi şekilde cevap verebilmek için araştırma yapmaya ve kanıt toplamaya başladı. 1858'de Alfred Russell Wallace'dan aldığı bir mektubu okuyunca, Wallace'ın da kendisininkine benzer bir teori geliştirdiğini anladı, ve nihayet teorisini yayımlamaya karar verdi.

1859'da yayımladığı On the Origin of Species (Türlerin Kökeni Üzerine) adlı kitabı, canlıların ortak atalardan evrilerek çeşitlendiği fikrinin geniş kabul görmesini sağladı. Daha sonra yayımladığı The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex (İnsanın Türeyişi, ve Cinsiyete Mahsus Seçilim) kitabında insan evrimini ve cinsel seçilim fikrini inceledi. The Expression of the Emotions in Man and Animals (İnsan ve Hayvanlarda Duyguların İfadesi) adlı kitabında ise insanların ve hayvanların duygularını ifade ediş şekilleri arasındaki benzerlikleri ortaya koydu.