Huxley è stato il biologo più importante dopo August Weismann ad insistere sulla selezione naturale come agente primario dell'evoluzione. Fine comunicatore, fu un importante divulgatore della scienza biologica per il pubblico. All'inizio del XX secolo era una delle minoranze di biologi che credevano che la selezione naturale fosse la principale forza motrice dell'evoluzione, e che l'evoluzione avvenisse per piccoli passi e non per salti. Queste opinioni sono ora standard. Sebbene il suo tempo come accademico sia stato piuttosto breve, ha insegnato e incoraggiato un certo numero di biologi evoluzionisti all'Università di Oxford negli anni Venti.
Sintesi evolutiva moderna
Huxley è stato una figura chiave nella sintesi evolutiva moderna. Questo spiegava come le scoperte di Gregor Mendel sulla genetica si adattassero alla teoria dell'evoluzione di Charles Darwin attraverso la selezione naturale. Huxley
La prima 'prova' di Huxley fu il trattamento dell'evoluzione nella Scienza della Vita (1929-30), e nel 1936 pubblicò un lungo e significativo lavoro per l'Associazione Britannica. Nel 1938 arrivarono tre lunghe recensioni su importanti temi evolutivi.
Ora era giunto il momento per Huxley di affrontare a fondo il tema dell'evoluzione, in quella che è diventata l'opera che ha definito la sua vita. Il suo libro Evoluzione: la sintesi moderna è stato scritto mentre era segretario della Società Zoologica, e si è avvalso della sua notevole collezione di ristampe che coprono la prima parte del secolo. Fu pubblicato nel 1942. Le recensioni del libro su riviste colte erano poco più che estasiate; il naturalista americano lo definì "L'eccezionale trattato evolutivo del decennio, forse del secolo". L'approccio è completamente scientifico; la padronanza delle informazioni di base è stupefacente".
I principali corresponsabili di Huxley nella moderna sintesi evolutiva sono di solito elencati come Ernst Mayr, Theodosius Dobzhansky, George Gaylord Simpson, Bernhard Rensch, Ledyard Stebbins e i genetisti della popolazione J.B.S. Haldane, Ronald Fisher e Sewall Wright.
Tuttavia, all'epoca del libro di Huxley, molti di questi non avevano ancora dato il loro contributo distintivo. E.B. Ford e i suoi collaboratori della genetica ecologica erano almeno altrettanto importanti.
Progresso evolutivo
Ha sempre creduto che l'evoluzione in senso lato portasse a progressi nell'organizzazione. "Progresso senza meta" era una delle sue frasi preferite.
Nel capitolo finale della sua Evoluzione la sintesi moderna definisce il progresso evolutivo come "un innalzamento del livello superiore di efficienza biologica, definito come un aumento del controllo e dell'indipendenza dell'ambiente". "La selezione naturale più il tempo produce un miglioramento biologico... Miglioramenti nei macchinari biologici... gli arti e i denti dei cavalli al pascolo... l'aumento della potenza cerebrale... Gli occhi di una mosca del drago, che possono vedere tutto intorno in ogni direzione, sono un miglioramento rispetto alle microscopiche macchie oculari delle prime forme di vita". "In tutto l'arco del tempo evolutivo vediamo un generale progresso - un miglioramento in tutte le principali proprietà della vita, compresa la sua organizzazione generale. Ma il miglioramento non è universale. Le forme inferiori riescono a sopravvivere accanto a quelle superiori".