Encara que, en la seva època, encara no s'havia constatat l'existència de mutacions genètiques, Darwin estava convençut que hi havia algun mecanisme de producció de diferències entre els diferents individus i, donada la gran durada dels períodes de temps estudiats, estimava que les petites diversitats i variacions podien donar explicació de variacions de grau molt més gran. No obstant això, i encara que acceptava l'herència dels caràcters adquirits (posteriorment refutada per Weismann, el fundador de l'anomenat neodarwinisme), no va creure que l'adaptació al mitjà pogués constituir el mecanisme evolutiu, ni va creure tampoc en l'existència de cap mecanisme teleològic o finalista ocult. Darwin va sostenir que la «selecció natural» era el mecanisme fonamental de l'evolució. L'esmentada hipòtesi, fortament influenciada per les teories de Malthus, es pot resumir de la següent manera: els organismes vius produeixen més quantitat d'individus dels quals poden sobreviure i, com es dóna entre ells gran variabilitat, doncs no hi ha cap individu igual, en la lluita per la vida són eliminats aquells pitjor adaptats, pel que sobreviuen i es reprodueixen els que posseeixen les característiques més favorables. Això és el que fa que les espècies vagin evolucionant al llarg de dilatats períodes de temps. En aquest procés té un paper més important el contacte dels individus d'una espècie amb els seus congèneres i amb membres d'altres espècies, és a dir, el context de relació amb altres espècies vives, que el ocupat per les circumstàncies geològiques o climàtiques, tan importants des del punt de vista de Lamarck.