查尔斯·达尔文首先在《伦敦林奈学会学报》上发表了他的自然选择进化理论，同时发表了阿尔弗雷德·罗素·华莱士的相同理论。
进化是生物种群的遗传特征在连续几代中的变化。这些特征是在繁殖过程中从父母传给后代的基因表达。由于突变、基因重组和其他遗传变异来源，任何特定人群中往往存在不同的特征。当自然选择（包括性选择）和遗传漂变等进化过程作用于这种变异时，就会发生进化，导致某些特征在种群中变得更加普遍或罕见。决定一个特征在人群中是常见还是稀有的进化压力不断变化，导致连续几代人的可遗传特征发生变化。正是这种进化过程在生物组织的各个层面产生了生物多样性，包括物种、个体生物和分子的层面。自然选择进化论是由查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·罗素·华莱士独立构想的。 -19世纪，在达尔文的《物种起源》一书中详细阐述。自然选择的进化首先通过观察到经常产生的后代多于可能存活的后代来证明。接下来是关于生物体的三个可观察到的事实：（1）个体之间的特征在其形态、生理和行为（表型变异）方面有所不同，（2）不同的特征赋予不同的生存和繁殖率（不同的适应度）和（ 3）性状可以代代相传（适应性遗传）。因此，在连续几代中，一个群体的成员更有可能被具有使他们能够在各自环境中生存和繁殖的有利特征的父母的后代所取代。在 20 世纪初，其他相互竞争的进化论观点，如突变论和正位发生被驳斥了，因为现代综合使达尔文进化论与经典遗传学相协调，后者确立了适应性进化是由自然选择作用于孟德尔遗传变异引起的。地球上的所有生命都共享生活在大约 35.38 亿年前的最后一个普遍共同祖先（LUCA）。化石记录包括从早期生物石墨到微生物垫化石，再到多细胞生物化石的发展过程。在整个地球生命的进化史中，新物种的重复形成（物种形成）、物种内部的变化（再生）和物种的丧失（灭绝）已经形成了现有的生物多样性模式。具有较近共同祖先的物种的形态和生化特征更相似，可用于重建系统发育树。进化生物学家通过形成和检验假设以及基于来自证据的证据构建理论，继续研究进化的各个方面领域或实验室以及通过数学和理论生物学方法产生的数据。他们的发现不仅影响了生物学的发展，还影响了许多其他科学和工业领域，包括农业、医学和计算机科学。
查尔斯·罗伯特·达尔文（；DAHR-win；1809 年 2 月 12 日 - 1882 年 4 月 19 日）是英国博物学家、地质学家和生物学家，以对进化生物学的贡献而闻名。他关于所有物种都来自共同祖先的主张现在被广泛接受并被认为是科学中的一个基本概念。在与阿尔弗雷德·罗素·华莱士（Alfred Russel Wallace）的联合出版物中，他介绍了他的科学理论，即这种进化的分支模式源于一个他称之为自然选择的过程，在这个过程中，生存斗争与选择性育种中涉及的人工选择具有相似的效果。达尔文被描述为人类历史上最有影响力的人物之一，他因被安葬在威斯敏斯特教堂而受到表彰。达尔文在他 1859 年出版的《物种起源》一书中发表了他的进化论和令人信服的证据。到 1870 年代，科学界和大多数受过教育的公众已经接受了进化论这一事实。然而，许多人赞成对自然选择只起到次要作用的相互竞争的解释，直到 1930 年代至 1950 年代现代进化综合的出现，才形成了广泛的共识，其中自然选择是进化的基本机制。达尔文的科学发现是生命科学的统一理论，解释了生命的多样性。达尔文早期对自然的兴趣导致他忽视了在爱丁堡大学的医学教育；相反，他帮助研究海洋无脊椎动物。在剑桥大学（基督学院）的学习激发了他对自然科学的热情。他在 HMS Beagle 上的五年航行使他成为了一位杰出的地质学家，他的观察和理论支持了查尔斯·莱尔关于逐渐地质变化的概念，他的航行日志的出版使他成为了一个受欢迎的作家。对野生动物的地理分布感到困惑和他在航行中收集的化石，达尔文开始了详细的调查，并于 1838 年构思了他的自然选择理论。尽管他与几位博物学家讨论了他的想法，但他需要时间进行广泛的研究，而且他的地质工作是优先考虑的。 1858 年，阿尔弗雷德·罗素·华莱士 (Alfred Russel Wallace) 给他发了一篇描述相同想法的文章，当时他正在撰写他的理论，这促使他立即联合发表了他们的两种理论。达尔文的工作确立了进化后裔和修正作为自然界多样化的主要科学解释。 1871 年，他在《人类的起源》和《与性有关的选择》中研究了人类进化和性选择，随后是《人与动物的情感表达》（1872 年）。他对植物的研究发表在一系列书籍中，在他的最后一本书《蔬菜霉菌的形成，通过蠕虫的作用》（1881 年）中，他研究了蚯蚓及其对土壤的影响。