Lamarck gibi türlerin değiştiğini kabul eden bir başka bilim adamı da Darwin'dir. Charles Darwin Gallapagos Adaları'nda, evcil hayvanlar, özellikle güvercinler üzerinde yapmış olduğu araştırmaların sonuçlarını Türlerin Kökeni adlı eserinde sunmuştur.

Evrim teorisi olarak adlandırılan bu teoriye göre, koşulların değişmesine bağlı olarak canlı ya hemen değişir ya da uzun zaman içinde değişim gösterir. Eğer canlı değişmezse, yaşam şansını kaybeder. ‚ünkü yaşam ilkesi ekonomidir; her şeyin belli bir işlevi vardır ve o işlevi en iyi şekilde yapmak zorundadır; ona uymayan canlı kaybolur.

Eğer yaşam şartları değişmişse, canlının da buna bağlı olarak değişmesi gerekir; aksi taktirde mevcut fakat işe yaramayan bazı kısımlarını ya da organlarını beslemek ve kendi gücünü korumak için kullanacağı besinini gereksiz yere sarfetmek zorunda kalır.

Bu durumda yaşam savaşında başarılı olma şansını zorlar, hatta kaybedebilir. Bundan dolayıdır aynı görevi yapan organın sayısı fazlaysa, bunlar değişime uğrar ya da uzun süre değişmemiş organlar ve nisbeten az gelişmiş, basit canlılar, aynı şekilde, değişime geçirirler.

Canlı değişime konu olduğunda, kollar gibi benzer organları birlikte değişir. Genellikle, canlıdaki küçük gruplar, örneğin çeşitler türlere ve türler cinslere (genus) göre daha kolay değişmek-tedir.

Canlıda iki güç vardır: Doğa koşullarına uymak için en faydalı ve gerekli organları tutup diğerlerini atması, yani doğal eleme ve ataya geri dönme isteği. Genellikle, bu güçlerden birincisi hakim olur ve canlı doğa koşullarına göre değişir, ancak zaman zaman canlıda geriye dönüşler görülebilir. Bu geriye dönüşler bazen 20 nesil sonra bile görülebilmektedir.

Darwin'in canlıda değişimin ne kadar sürede oluştuğu gibi, evrim teorisiyle açıklayamadığı bazı sorular da vardı. Darwin bu soruya kesin bir yanıt vermez; ona göre bu, çok uzun bir zaman kesitini kapsayabilir.

Evrim teorisi zamanında ve daha sonra büyük tepkilere yol açmıştır. Bazı bilim adamları onu desteklerken, bazıları da şiddetle karşı çıkmıştır. Gerek karşı çıkanlar gerekse destekleyenler, teorinin lehinde ve aleyhinde deliller toplarken, biyolojinin gelişmesine de katkıda bulunmuşlar, özellikle embriyoloji, jeoloji, paleoantropoloji ve karşılaştırmalı anatomi konularındaki çalışmalardan delillerle görüşlerini desteklemişlerdir.

Darwin'e karşı olan bilim adamları canlının değişmediğini, türlerin sabit olduğunu kabul etmişlerdir. Onlara göre, değişme söz konusu olamaz; çünkü canlı yeni koşullara uymaya çalışırken, bunu başaramaz ve yok olur.

Örneğin, iklim değişip de ortalık bataklığa dönüştüğünde, canlı uyum sağlayamadan bataklıkta yok olup gider. Bunlar sönmüş türleri meydana getirir. Bunların en güzel delillerini fosiller bize sağlamaktadır.