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在古代西方，神学家们认为世间的生物是神——上帝创造的，而且自创造之日起就不曾改变，他们为此做了周密的论证。但他们没想到的是，几个世纪以后，英国的达尔文在他的《物种起源》中提出了不同的观点，即物竞天择、自然进化。这一观点否定了一直以来统治人们思想的神造说，从而开启了生物学的科学进程。
在变化的生存条件中，生物构造的每一部分几乎都要表现出个体差异，这是无可争论的。如果其中有益于该生物的任何差异（或称为变异）确曾发生，那么具有这种性状的诸个体在生存斗争中会有最好的机会来保护自己。根据遗传原理，他们将会产生具有同样特点的后代。达尔文把这种保存原理，即适者生存，叫做“自然选择”。在《物种起源》中，达尔文指出这种自然选择在生物进化中的作用及其特征：“自然选择的作用，只在于聚集轻微的、连续的、有益的变异，所以不能产生巨大的或突然的改变，它的步骤是短暂的、渐缓的，所以‘自然界没有飞跃’的格言，为每次新增加的知识所证实。”选择的过程虽是缓慢的，如果力量薄弱的人类尚能在人工选择方面有所作为，那么，在长时间里，通过自然力量的选择，即通过最适者的生存，人类就能够绕开自身的素质和才能。达尔文认为生物的变异是没有止境的，一切生物之间以及它们与物理的生活条件之间互相适应的美妙而复杂的关系，也是没有止境的。
除“自然选择”原理外，《物种起源》又论述了变异及杂交两个生物学的基本问题，二者也构成了达尔文物种起源理论的第二层次的理论基础。达尔文在《物种起源》中谈到：“我完全相信，物种不是不变的，那些所谓同属的物种都是另一个已经绝灭的物种的直系后裔，正如任何一个物种的世所公认的变种乃是那个物种的后裔一样。”而正是变异的产生，使物种产生了进化。在杂交问题上，达尔文认为一切动物和植物都会偶然地进行杂交，即使是间隔很长时间后才进行一次杂交，杂交生下来的幼体在强壮和遗传性方面都远胜于长期连续同种受精生下来的后代，因此它们就会有更好的生存与繁殖其种群的机会。在此基础上，达尔文在《物种起源》中指出，即使间隔的时间很长，杂交的影响归根到底还是很大的。
理论探讨之外，达尔文还在《物种起源》中解释了人们为什么不愿意承认一个物种会产生其他不同变种的原因，并谈及自己的理论产生所依靠的方式与手段，即通过近似于经验主义的材料积累，从而在材料来源的层面为自己的理论提供了证据。
《物种起源》的出版，在欧洲乃至整个世界都引起了轰动。它撼动了神权统治的根基，从反动教会到封建御用文人都被触怒了。他们群起攻之，诬蔑达尔文的学说“亵渎圣灵”，触犯“君权神授天理”，有失人类尊严。与此相反，以赫胥黎为代表的进步学者，则积极宣传和捍卫达尔文主义，他们指出：进化论轰开了人们的思想禁锢，启发和教育人们从宗教迷信的束缚下解放出来。现如今，当我们再次回眸那段历史，尚能感受到这本书所引起的激烈的争论，以及它带给人们思想深处的震动。
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