達爾文在 \(1859\) 年發表的著作《物種起源》，以自然選擇學說解釋生物進化的原因、過程和機制，震撼了當時整個生物界。

當時西方社會普遍接受創造論，相信上帝一次創造出所有生物，而每個物種的設計都非常完美，所以物種是永恆固定不變的。達爾文提出的自然選擇學說首次以科學化的方法，解釋進化進行的機制，對當時的科學界和宗教界產生巨大的衝擊。

自然選擇學說主要是根據兩項觀察，以及四項推論歸納而成的，我們來認識其中的詳細內容吧。

達爾文提出的第一項觀察，就是大部份生物繁殖下一代的能力或數目，遠超過生境所能容納的數目。

以每年皆洄游到出生地繁殖的三文魚為例子，每條雌性三文魚皆產下二千至三千顆卵子，數量之多，遠遠超過生境所能容納的數目。若每顆產下的卵子皆長成成魚，恐怕所有河溪皆完全充滿著三文魚！

逹爾文又觀察到，屬同一物種的個體之間，存在身體特徵的差異。父母誕下的子代，特徵儘管多跟父母相似，卻不會跟父母完全一模一樣，而是有不同的地方。

例如世界上沒有兩個人是完全一模一樣的，即使是雙生兄弟或姊妹，也有不同的地方；同一胎誕下的數隻小狗，也能輕易看出牠們特徵上的差異（如毛色）。

既然大部份生物繁殖下一代的能力或數目遠超過生境所能容納的數目（觀察一），為甚麼實際生境內的生物數量大大少於產生的後代的數量呢？

達爾文推論所有生物皆在「競爭」狀態下生存，因為所有生物皆需要適合的生境和食物才能生存，而這些生境和食物在許多情況下都是有限的，且為同類的生物個體所競爭。唯有競爭到足夠資源的個體才能存活，因此實際數量就大大少於生產出來的後代數量了。

繼續以三文魚為例子。每條雌三文魚可以產下二千至三千顆卵子，當中只有一半受精，而受精的卵子中只有 \(200\) 顆能存活，長成魚苗後游出大海的只有約五十條，直至四年後返回出生地產卵繁殖下一代的只有五至十條!

有了兩項觀察和競爭存在的推論，達爾文進一步推論：

具有有利特徵的個體，生存機會比其他同種個體更大。例如近年因著基因工程出現了較大體形的三文魚，那是以轉基因技術加插一段很強的啟動子 (promoter) \(\rm{DNA}\) 序列於生長荷爾蒙基因 (growth hormone gene) 於大西洋鮭 (Atlantic salmon) 上。由於牠們體形大，生長快速，科學家發現這種轉基因三文魚的生存機會比一般三文魚高。

既然具有有利特徵的個體比其他同種個體有更大機會生存，牠們能存活及繁衍下一代的機會也會比其他同種個體為高，產生具有有利特徵的後代數量也較多。

科學家發現較大體形的基因改造三文魚在自然河溪的數量越來越多，因為牠們的生存機會及繁殖機會都比體形較小的三文魚為高。

具有有利特徵的個體能繁衍更多後代，經過許多世代後，牠們會變得越來越普遍，而擁有不利特徵的個體數量會越來越少，甚至完全消失。

基因改造三文魚之所以帶來爭議，就是因為有生態學家提出警告，牠們的出現會與野生三文魚競爭資源，擾亂生態，危害天然魚群的生存機會。

達爾文的「自然選擇」學說，簡而言之，就是「適者生存」：

大自然會挑選最具適應力（特徵）的生物個體存留，繼續繁殖下去，並把有利的特徵遺傳給下一代，而不具備適應力特徵的個體則會被淘汰，在自然環境中消失。

達爾文指的「適應力」，是指生物個體在特定環境中的生存和繁殖的能力，例如尋找食物資源的能力、獲得配偶以至得到交配機會的能力、躲避狩獵者的能力等等。假若環境出現改變，原先適應原來環境的特徵可能再不能適應新的環境，適應力便會降低。

自然選擇，就是一個特定的環境，其中生存的生物種群 (population) 都擁有適應這個環境的特徵，當環境出現改變，種群的特徵也會隨著改變，以保持適應新環境的能力。經過許多世代後，種群的累積特徵改變越來越多，最終與其祖先差異太多，而成為一個新的物種。