发现加拉巴哥群岛的生物与南美洲大陆的种类非常相似；于是他开始怀疑岛上生物可能有共同的祖先，他们之间的差异是由于千百年来适应各个岛屿不同环境的结果。每一个物种都是一些细微的变化在无数个世代的过程中产生的结果。生物进化在当时并不是新的概念。1809年时，法国动物学家拉马克便提出：当环境改变时，物种会调适发展自己的器官来适应环境，常用的器官会发育变大、不用的器官会逐渐退化，并且这一代获取的改变会遗传给下一代；但没有科学证据可以证明「用进废退」和「获得性特征可遗传」的假说。后来达尔文又从英国人口学者马尔萨斯所着