Sulla H.M.S. Beagle, e poi a Londra, Darwin si era imbattuto nelle idee del reverendo T.R. Malthus. Malthus si era reso conto che, sebbene gli esseri umani potessero raddoppiare la loro popolazione ogni 25 anni, ciò non accadeva in pratica. Pensava che la ragione fosse che la lotta per l'esistenza (o per le risorse) limitava il loro numero. Se il numero aumentava, allora carestie, guerre e malattie causavano più morti. Darwin, che sapeva che tutti gli esseri viventi potevano, in linea di principio, aumentare il loro numero, iniziò a pensare al perché alcuni sopravvivessero, mentre altri no. p264-268 La sua risposta richiese anni per essere sviluppata.
La teoria dell'evoluzione dice che tutti gli esseri viventi sulla Terra, tra cui piante, animali e microbi, provengono da un antenato comune cambiando lentamente nel corso delle generazioni. Darwin ha suggerito che il modo in cui gli esseri viventi sono cambiati nel tempo è attraverso la selezione naturale. Questa è la migliore sopravvivenza e riproduzione di quelli che meglio si adattano al loro ambiente. Adattarsi al luogo in cui si vive si chiama adattamento. Coloro che si adattano meglio al luogo in cui vivono, i meglio adattati, hanno la migliore possibilità di sopravvivere e riprodursi. Quelli che sono meno ben adattati tendono a non sopravvivere. Se non sopravvivono abbastanza bene da allevare giovani, significa che non trasmettono i loro geni. In questo modo, la specie cambia gradualmente.
Il primo capitolo dell'Origine tratta degli animali addomesticati, come il bestiame e i cani. Darwin ricorda ai lettori gli enormi cambiamenti che l'umanità ha fatto negli animali domestici, che una volta erano specie selvatiche. I cambiamenti sono stati portati dall'allevamento selettivo - scegliendo animali con caratteri desiderabili da cui riprodursi. Questo era stato fatto generazione dopo generazione, fino a produrre le nostre razze moderne. Forse quello che l'uomo aveva fatto deliberatamente, poteva accadere in natura, dove alcuni avrebbero lasciato più prole di altri.
Darwin notò che anche se le piante o gli animali giovani sono molto simili ai loro genitori, non ce ne sono due esattamente uguali e c'è sempre una gamma di forme, dimensioni, colori e così via. Alcune di queste differenze la pianta o l'animale possono averle ottenute dai loro stessi antenati, ma alcune sono nuove e causate da mutazioni. Quando tali differenze hanno reso un organismo più capace di vivere in natura, ha avuto una migliore possibilità di sopravvivere e ha trasmesso i suoi geni alla sua prole, e questa alla sua prole. Qualsiasi differenza che facesse sì che la pianta o l'animale avesse meno possibilità di vivere avrebbe avuto meno probabilità di essere trasmessa, e alla fine si sarebbe estinta del tutto. In questo modo gruppi di piante o animali simili (chiamati specie) cambiano lentamente forma in modo da poter vivere con più successo e avere più prole che gli sopravviva. Quindi, la selezione naturale aveva delle somiglianze con l'allevamento selettivo, tranne per il fatto che avveniva da sola, in un tempo molto più lungo.
Iniziò a pensarci nel 1838, ma ci vollero ben vent'anni prima che le sue idee diventassero pubbliche. Nel 1844 fu in grado di scrivere una bozza delle idee principali nel suo quaderno. Gli storici pensano che non parlò della sua teoria perché aveva paura delle critiche pubbliche. Sapeva che la sua teoria, che non parlava di religione, sollevava domande sulla verità letterale del Libro della Genesi. Qualunque sia la ragione, non pubblicò la sua teoria in un libro fino al 1859. Nel 1858 sentì che un altro biologo, Alfred Russel Wallace, aveva le stesse idee sulla selezione naturale. Le idee di Darwin e Wallace furono pubblicate per la prima volta nel Journal of the Linnaean Society di Londra nel 1858. Poi, Darwin pubblicò il suo libro l'anno successivo. Il nome del libro era On the Origin of Species by means of Natural Selection, o la conservazione delle razze favorite nella lotta per la vita. Questo è solitamente chiamato L'origine delle specie.
