Darwin omtalte selv som «et eneste langt argument» for evolusjon. Han gikk ytterst grundig til verks, og presenterte omfattende dokumentasjon på det foregår evolusjon, altså at arter er foranderlige, og evolusjon kan foregå, nemlig at endringer skjer gradvis, ikke sprangvis, at arter kan gi opphav til nye arter, og at den drivende kraften bak disse evolusjonære endringene er naturlig seleksjon (det naturlige utvalg). Evolusjonstanken i seg selv var ikke ny, og mange av Darwins samtidige hadde akseptert den i det minste som en mulighet. Det som manglet, var imidlertid en på prosessene bak evolusjonære endringer. Naturlig seleksjon var denne forklaringen, og utgjorde derfor bokens hovedtema.