Charles Darwinin nuoruus
Papinopinnot Cambridgessa

Darwinin opintojen laiminlyönti sai hänen isänsä pelkäämään, että Charlesista ei sittenkään tulisi lääkäriä, kuten hän oli toivonut, vaan pelkkä hulttio. Isä yritti korjata tilannetta lähettämällä poikansa suorittamaan kandidaatin tutkintoa humanistiseen tiedekuntaan Cambridgen Christ's Collegeen vuonna 1827. Tarkoituksena oli, että Charles lukisi itsensä kirkonmieheksi. Alanvaihto oli luonnollinen aikana, jolloin työ anglikaanisen kirkon palveluksessa takasi kohtuullisen toimeentulon. Suurin osa Englannin luonnontutkijoista oli kirkonmiehiä, jotka näkivät osana tehtäviään tutkia Jumalan luomakuntaa. Cambridgessä ollessaan Darwin viihtyi edelleen kaikkien muiden puuhien parissa kuin opiskelun. Serkkunsa William Darwin Foxin kanssa hän syventyi kovakuoriaisten keräämiseen, kilpaillen jopa tässä. Fox esitteli Darwinin kasvitieteen professori John Stevens Henslowille, minkä jälkeen Darwin osallistui Henslowin luonnonhistorian kurssille. Darwinista tuli opettajansa lempioppilas. Hänet tunnettiin ”miehenä, joka kulkee Henslowin kanssa”.
Kokeiden lähestyessä Darwin keskittyi opintoihinsa samalla kiinnostuen William Paleyn teksteistä, jotka sisälsivät ajatuksen korkeamman voiman osallisuudesta luonnon suunnitteluun. Tämän lisäksi Darwin sai yksityisopetusta Henslowilta. Loppukokeissa tammikuussa vuonna 1831 hän loistikin teologian vastauksillaan, mutta pääsi vaivoin läpi klassisista aineista matematiikasta ja fysiikasta. Darwin menestyi loistavasti verrattuna muihin oppilaisiin ollen kymmenes 178 läpäisseen joukossa.
Asuntoasiat saivat Darwinin pysymään Cambridgessa vuoden 1831 kesäkuuhun asti. Henslowin antamaa neuvoa noudattaen Darwin ei pitänyt minkäänlaista kiirettä pappisvihkimyksen kanssa. Alexander von Humboldtin Personal Narrativen inspiroimana Darwinia alkoi kiehtoa ajatus luonnonhistorian opiskelusta tropiikissa. Darwin innostui ajatuksesta niin paljon, että suunnitteli valmistuttuaan matkustavansa Teneriffalle luokkatovereidensa kanssa. Koska Henslow tiesi, että geologian taidoille tulisi olemaan käyttöä, esitteli hän Darwinin kuuluisalle geologille Adam Sedgwickille. Darwin osallistui Sedgwickin kurssille ja yhteistyössä tämän kanssa hän muun muassa kartoitti maakerrostumia Walesissa. Darwin suuntasi luokkatovereidensa kanssa kaksiviikkoiselle matkalle Barmouthiin. Matkan jälkeen Darwin palasi kotiin ja löysi Henslowin lähettämän kirjeen, jossa Henslow pyysi Darwinia lähtemään palkattomalle matkalle Robert FitzRoyn kanssa. HMS Beaglen kapteeni FitzRoy oli lähdössä joulukuussa 1831 kaksivuotiselle tutkimusmatkalle kartoittamaan Etelä-Amerikan rantoja. Henslowin mielestä matka tarjosi Darwinille tilaisuuden harjoittaa luonnontieteilijän kykyjään tropiikissa. Darwinin isä suhtautui matkaan kielteisesti. Hänen mukaansa se oli vain ajan tuhlausta, mutta Josiah Wedgwood sai tämän silti rahoittamaan poikansa matkan.
Charles Darwin oli tutustunut Edinburghin vuosina Fanny Oweniin, joka oli yksi hänen siskonsa parhaimmista ystävistä. Owen oli Darwinin tyttöystävä hänen Cambridgen vuosien ajan, mutta maaliskuussa 1830 heidän suhteensa oli hajoamassa. Tarkkaa syytä tähän ei tiedetä, mutta ilmeisesti yksi osatekijä oli Darwinin intensiivinen kovakuoriaisten kerääminen, jonka takia Darwin oli esimerkiksi jäänyt edellisenä jouluna Cambridgeen. Darwinin ollessa matkalla HMS Beaglella Owen avioitui Robert Biddulphin kanssa.
7-vuotias Charles Darwin vuonna 1816, vuosi ennen äitinsä kuolemaa.