दूर-दराज के स्थानों से जीवन रूपों के प्राकृतिक इतिहास को एकत्र करने और उसका अध्ययन करने से डार्विन को व्यापक अनुभव प्राप्त हुआ। अपने अध्ययन के माध्यम से, उन्होंने यह विचार तैयार किया कि प्रत्येक प्रजाति समान विशेषताओं वाले पूर्वजों से विकसित हुई थी। 1838 में, उन्होंने वर्णन किया कि किस प्रकार एक प्रक्रिया जिसे उन्होंने प्राकृतिक चयन कहा है, ऐसा करेगी। जनसंख्या का आकार इस बात पर निर्भर करता है कि कितने और कितने संसाधन इसका समर्थन करने में सक्षम हैं। जनसंख्या का आकार साल-दर-साल एक जैसा बना रहे, इसके लिए जनसंख्या के आकार और उपलब्ध संसाधनों के बीच एक संतुलन या संतुलन होना चाहिए। चूँकि जीव अपने पर्यावरण की क्षमता से अधिक संतान पैदा करते हैं, इसलिए सभी व्यक्ति प्रत्येक पीढ़ी में जीवित नहीं रह सकते। जीवित रहने में सहायता करने वाले संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धात्मक संघर्ष होना चाहिए। परिणामस्वरूप, डार्विन को एहसास हुआ कि यह अकेले मौका नहीं था जो अस्तित्व को निर्धारित करता था। इसके बजाय, किसी जीव का अस्तित्व प्रत्येक व्यक्तिगत जीव के अंतर, या "विशेषताओं" पर निर्भर करता है, जो जीवित रहने और प्रजनन में सहायता या बाधा डालते हैं। अच्छी तरह से अनुकूलित व्यक्तियों द्वारा अपने कम अनुकूलित प्रतिस्पर्धियों की तुलना में अधिक संतान छोड़ने की संभावना होती है। जीवित रहने और प्रजनन में बाधा डालने वाले लक्षण पीढ़ी दर पीढ़ी गायब हो जाएंगे। जो लक्षण किसी जीव को जीवित रहने और प्रजनन करने में मदद करते हैं वे पीढ़ी दर पीढ़ी जमा होते रहते हैं। डार्विन ने महसूस किया कि व्यक्तियों की जीवित रहने और प्रजनन करने की असमान क्षमता जनसंख्या में क्रमिक परिवर्तन का कारण बन सकती है और इस प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए प्राकृतिक चयन शब्द का इस्तेमाल किया। जानवरों और पौधों में विविधताओं के अवलोकन ने प्राकृतिक चयन के सिद्धांत का आधार बनाया। उदाहरण के लिए, डार्विन ने देखा कि ऑर्किड और कीड़ों का घनिष्ठ संबंध है जो पौधों के परागण की अनुमति देता है। उन्होंने कहा कि ऑर्किड में विभिन्न प्रकार की संरचनाएं होती हैं जो कीड़ों को आकर्षित करती हैं, जिससे फूलों से परागकण कीड़ों के शरीर से चिपक जाते हैं। इस तरह, कीड़े पराग को नर से मादा ऑर्किड तक पहुंचाते हैं। ऑर्किड की विस्तृत उपस्थिति के बावजूद, ये विशेष भाग उन्हीं मूल संरचनाओं से बने होते हैं जिनसे अन्य फूल बनते हैं। अपनी पुस्तक, फर्टिलाइजेशन ऑफ ऑर्किड (1862) में, डार्विन ने प्रस्तावित किया कि आर्किड फूलों को प्राकृतिक चयन के माध्यम से पहले से मौजूद भागों से अनुकूलित किया गया था। डार्विन अभी भी प्राकृतिक चयन पर अपने विचारों पर शोध और प्रयोग कर रहे थे जब उन्हें अल्फ्रेड रसेल वालेस से एक पत्र मिला। अपने सिद्धांत से बहुत मिलते-जुलते सिद्धांत का वर्णन करना। इससे दोनों सिद्धांतों का तत्काल संयुक्त प्रकाशन हुआ। वालेस और डार्विन दोनों ने जीवन के इतिहास को एक पारिवारिक वृक्ष की तरह देखा, वृक्ष के अंगों का प्रत्येक कांटा एक सामान्य पूर्वज था। अंगों की युक्तियाँ आधुनिक प्रजातियों का प्रतिनिधित्व करती हैं और शाखाएँ सामान्य पूर्वजों का प्रतिनिधित्व करती हैं जो कई अलग-अलग प्रजातियों के बीच साझा किए जाते हैं। इन रिश्तों को समझाने के लिए, डार्विन ने कहा कि सभी जीवित चीजें संबंधित थीं, और इसका मतलब यह था कि सभी जीवन कुछ रूपों से, या यहां तक ​​​​कि एक ही सामान्य पूर्वज से उत्पन्न हुए होंगे। उन्होंने इस प्रक्रिया को संशोधन के साथ वंश कहा। डार्विन ने 1859 में ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ में प्राकृतिक चयन द्वारा विकास के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया। उनके सिद्धांत का अर्थ है कि मानवता सहित सभी जीवन, निरंतर प्राकृतिक प्रक्रियाओं का एक उत्पाद है। यह निहितार्थ कि पृथ्वी पर सभी जीवन का एक ही पूर्वज है, कुछ धार्मिक समूहों की आपत्तियों का सामना करना पड़ा है। उनकी आपत्तियाँ आज वैज्ञानिक समुदाय के 99 प्रतिशत से अधिक लोगों द्वारा सिद्धांत के समर्थन के स्तर के विपरीत हैं।
जनसंख्या के आकार और उपलब्ध संसाधनों के बीच एक संतुलन या संतुलन होना चाहिए
दूर-दराज के स्थानों से जीवन रूपों के प्राकृतिक इतिहास को एकत्र करने और उसका अध्ययन करने से डार्विन को व्यापक अनुभव प्राप्त हुआ। अपने अध्ययन के माध्यम से, उन्होंने यह विचार तैयार किया कि प्रत्येक प्रजाति समान विशेषताओं वाले पूर्वजों से विकसित हुई थी। 1838 में, उन्होंने वर्णन किया कि किस प्रकार एक प्रक्रिया जिसे उन्होंने प्राकृतिक चयन कहा है, ऐसा करेगी। जनसंख्या का आकार इस बात पर निर्भर करता है कि कितने और कितने संसाधन इसका समर्थन करने में सक्षम हैं। जनसंख्या का आकार साल-दर-साल एक जैसा बना रहे, इसके लिए जनसंख्या के आकार और उपलब्ध संसाधनों के बीच एक संतुलन या संतुलन होना चाहिए। चूँकि जीव अपने पर्यावरण की क्षमता से अधिक संतान पैदा करते हैं, इसलिए सभी व्यक्ति प्रत्येक पीढ़ी में जीवित नहीं रह सकते। जीवित रहने में सहायता करने वाले संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धात्मक संघर्ष होना चाहिए। परिणामस्वरूप, डार्विन को एहसास हुआ कि यह अकेले मौका नहीं था जो अस्तित्व को निर्धारित करता था। इसके बजाय, किसी जीव का अस्तित्व प्रत्येक व्यक्तिगत जीव के अंतर, या "विशेषताओं" पर निर्भर करता है, जो जीवित रहने और प्रजनन में सहायता या बाधा डालते हैं। अच्छी तरह से अनुकूलित व्यक्तियों द्वारा अपने कम अनुकूलित प्रतिस्पर्धियों की तुलना में अधिक संतान छोड़ने की संभावना होती है। जीवित रहने और प्रजनन में बाधा डालने वाले लक्षण पीढ़ी दर पीढ़ी गायब हो जाएंगे। जो लक्षण किसी जीव को जीवित रहने और प्रजनन करने में मदद करते हैं वे पीढ़ी दर पीढ़ी जमा होते रहते हैं। डार्विन ने महसूस किया कि व्यक्तियों की जीवित रहने और प्रजनन करने की असमान क्षमता जनसंख्या में क्रमिक परिवर्तन का कारण बन सकती है और इस प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए प्राकृतिक चयन शब्द का इस्तेमाल किया। जानवरों और पौधों में विविधताओं के अवलोकन ने प्राकृतिक चयन के सिद्धांत का आधार बनाया। उदाहरण के लिए, डार्विन ने देखा कि ऑर्किड और कीड़ों का घनिष्ठ संबंध है जो पौधों के परागण की अनुमति देता है। उन्होंने कहा कि ऑर्किड में विभिन्न प्रकार की संरचनाएं होती हैं जो कीड़ों को आकर्षित करती हैं, जिससे फूलों से परागकण कीड़ों के शरीर से चिपक जाते हैं। इस तरह, कीड़े पराग को नर से मादा ऑर्किड तक पहुंचाते हैं। ऑर्किड की विस्तृत उपस्थिति के बावजूद, ये विशेष भाग उन्हीं मूल संरचनाओं से बने होते हैं जिनसे अन्य फूल बनते हैं। अपनी पुस्तक, फर्टिलाइजेशन ऑफ ऑर्किड (1862) में, डार्विन ने प्रस्तावित किया कि आर्किड फूलों को प्राकृतिक चयन के माध्यम से पहले से मौजूद भागों से अनुकूलित किया गया था। डार्विन अभी भी प्राकृतिक चयन पर अपने विचारों पर शोध और प्रयोग कर रहे थे जब उन्हें अल्फ्रेड रसेल वालेस से एक पत्र मिला। अपने सिद्धांत से बहुत मिलते-जुलते सिद्धांत का वर्णन करना। इससे दोनों सिद्धांतों का तत्काल संयुक्त प्रकाशन हुआ। वालेस और डार्विन दोनों ने जीवन के इतिहास को एक पारिवारिक वृक्ष की तरह देखा, वृक्ष के अंगों का प्रत्येक कांटा एक सामान्य पूर्वज था। अंगों की युक्तियाँ आधुनिक प्रजातियों का प्रतिनिधित्व करती हैं और शाखाएँ सामान्य पूर्वजों का प्रतिनिधित्व करती हैं जो कई अलग-अलग प्रजातियों के बीच साझा किए जाते हैं। इन रिश्तों को समझाने के लिए, डार्विन ने कहा कि सभी जीवित चीजें संबंधित थीं, और इसका मतलब यह था कि सभी जीवन कुछ रूपों से, या यहां तक ​​​​कि एक ही सामान्य पूर्वज से उत्पन्न हुए होंगे। उन्होंने इस प्रक्रिया को संशोधन के साथ वंश कहा। डार्विन ने 1859 में ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ में प्राकृतिक चयन द्वारा विकास के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया। उनके सिद्धांत का अर्थ है कि मानवता सहित सभी जीवन, निरंतर प्राकृतिक प्रक्रियाओं का एक उत्पाद है। यह निहितार्थ कि पृथ्वी पर सभी जीवन का एक ही पूर्वज है, कुछ धार्मिक समूहों की आपत्तियों का सामना करना पड़ा है। उनकी आपत्तियाँ आज वैज्ञानिक समुदाय के 99 प्रतिशत से अधिक लोगों द्वारा सिद्धांत के समर्थन के स्तर के विपरीत हैं।