Enquanto estava no H.M.S. Beagle, e mais tarde em Londres, Darwin tinha se deparado com as idéias do Rev. T.R. Malthus. Malthus havia percebido que, embora os humanos pudessem duplicar sua população a cada 25 anos, isso não acontecia na prática. Ele pensava que a razão era que uma luta pela existência (ou recursos) limitava seu número. Se os números aumentavam, então a fome, as guerras e as doenças causavam mais mortes. Darwin, que sabia que todos os seres vivos poderiam, em princípio, aumentar seus números, começou a pensar por que alguns sobreviveram, enquanto outros não. p264-268 Sua resposta levou anos para se desenvolver.
A teoria da evolução diz que todos os seres vivos na Terra, incluindo plantas, animais e micróbios, vêm de um ancestral comum, mudando lentamente ao longo das gerações. Darwin sugeriu que a forma como os seres vivos mudaram ao longo do tempo é através da seleção natural. Esta é a melhor sobrevivência e reprodução das que melhor se adaptam ao seu ambiente. Adaptar-se ao lugar onde se vive é chamado de adaptação. Aqueles que melhor se adaptam ao lugar onde vivem, os mais bem adaptados, têm a melhor chance de sobreviver e se reproduzir. Aqueles que se adaptam menos tendem a não sobreviver. Se não sobreviverem o suficiente para criar crias, isto significa que não transmitem seus genes. Desta forma, a espécie muda gradualmente.
O primeiro capítulo da Origem trata de animais domesticados, tais como gado e cães. Darwin lembrou aos leitores as enormes mudanças que a humanidade havia feito em seus animais domésticos, que antes eram espécies selvagens. As mudanças foram provocadas pela criação seletiva - escolhendo animais com caracteres desejáveis para procriar. Isto tinha sido feito geração após geração, até que nossas raças modernas fossem produzidas. Talvez o que o homem havia feito deliberadamente, pudesse acontecer na natureza, onde alguns deixariam mais descendência do que outros.
Darwin notou que embora as plantas ou animais jovens sejam muito parecidos com seus pais, não há dois exatamente iguais e há sempre uma gama de forma, tamanho, cor e assim por diante. Algumas destas diferenças que a planta ou animal pode ter obtido de seus próprios ancestrais, mas algumas são novas e causadas por mutações. Quando tais diferenças tornaram um organismo mais capaz de viver na natureza, ele teria mais chances de sobreviver, e passaria seus genes para seus descendentes, e eles para seus descendentes. Qualquer diferença que fizesse com que a planta ou o animal tivesse menos chance de viver teria menos chance de ser transmitida, e acabaria morrendo por completo. Desta forma, grupos de plantas ou animais similares (chamados espécies) mudam lentamente de forma e forma para que possam viver com mais sucesso e ter mais descendência que sobreviverá a eles. Assim, a seleção natural tinha semelhanças com a reprodução seletiva, exceto que ela aconteceria por si só, por um tempo muito mais longo.
Ele começou a pensar sobre isso em 1838, mas demorou vinte anos até que suas idéias se tornassem públicas. Em 1844 ele foi capaz de escrever um rascunho das principais idéias em seu caderno de anotações. Os historiadores pensam que ele não falava de sua teoria porque tinha medo da crítica pública. Ele sabia que sua teoria, que não discutia religião, levantava questões sobre a verdade literal do Livro de Gênesis. Seja qual for o motivo, ele não publicou sua teoria em um livro até 1859. Em 1858 ele ouviu que outro biólogo, Alfred Russel Wallace, tinha as mesmas idéias sobre a seleção natural. As idéias de Darwin e Wallace foram publicadas pela primeira vez no Journal of the Linnaean Society em Londres, 1858. Depois, Darwin publicou seu livro no ano seguinte. O nome do livro era On the Origin of Species by means of Natural Selection, ou seja, sobre a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Isto é normalmente chamado de A Origem das Espécies.
