然而他还是对地质学及生物学比较有兴趣。1831年12月达尔文参加了海军舰艇小猎犬号前往南美洲从事自然调查研究工作；最初他在南美海岸调查，并多次进入南美洲西边的加拉巴哥群岛，经过太平洋到达纽西兰、澳大利亚及南非，然后又回到南美洲，直到1836年10月才回到英国。
理论的形成.达尔文在南美洲考察时，在安地斯山山顶上发现海洋生物的化石，让他感到困惑。在小猎犬号启航时，达尔文曾带了一本英国地质学家莱尔所着的《地质学原理》；莱尔认为地球的地形、地貌是经过长时间不断的细微变化的结果，莱尔相信风