Biyoloji tarihi
19. yüzyıl: Biyolojik disiplinlerin ortaya çıkışı > Doğa tarihi ve doğa felsefesi > Evrim ve biyocoğrafya

Darwin'in evrim teorisinden önceki en önemli teori Jean-Baptiste Lamarck'ın elde edilen özelliklerin kalıtımına dayanan ve en küçük mikroptan insanlara kadar uzanan bir gelişme zincirini tanımlayan teorisiydi. İngiliz doğabilimci Charles Darwin, Humboldt'un biyocoğrafya yaklaşımını, Lyell'in tek biçimli jeolojisini, Thomas Malthus'un nüfus çoğalması ile ilgili yazılarını ve kendi morfoloji üzerine olan uzmanlığını birleştirerek doğal seleksiyona dayanan çok daha başarılı bir evrim teorisi geliştirmiştir. Benzer kanıtlar, Darwin'den bağımsız olarak Alfred Russel Wallace da benzer sonuçlara ulaşmıştır.
Darwin'in teorisinin 1859 yılında Doğal Seçilim Yoluyla Türlerin Kökeni ya da Hayat Kavgasında Avantajlı Irkların Korunumu Üzerine adlı eserinde yayımlanması modern biyoloji tarihinin en önemli olayı sayılır. Darwin'in doğabilimcisi olarak kabul edilen yetkinliği, eserinin ölçülü tonu ve en önemlisi sunulan kanıtların çokluğu ve şeffaflığı kendinden önce gelen evrim ile ilgili eserlerin aksine Türlerin Kökeninin başarılı olmasını sağlamıştır. 19. yüzyılın sonuna doğru bilim insanlarının çoğu evrime ve ortak ata kavramını kabul etmişti. Ancak, o dönemde var olan kalıtım teorilerinin rastgele varyasyonların kalıtımı ile uyumsuz olması nedeniyle, evrimin ana mekanizmasının doğal seleksiyon olduğu 20. yüzyılın ortalarına kadar kabul edilmemiştir.
Wallace, de Candolle, Humboldt ve Darwin'in eserlerini izleyerek zoocoğrafya alanında önemli katkılarda bulunmuştur. Transmutasyon varsayımına olan ilgisi nedeniyle, önce Güney Amerika sonra da Malay Takımadalarında yaptığı saha çalışmalarında yakın akraba olan türlerin coğrafi dağılımına özel bir dikkat göstermiştir. Malay Takımadalarında iken Maluku Adalarından geçen ve takımadaları Asya bölgesi ile Yeni Gine/Avustralya bölgesi olarak ikiye bölen Wallace hattını tanımladı. Ana sorusu olan, benzer iklimlere sahip olan adaların direyinin neden farklı olduğu ancak buradaki türlerin kökeni ile açıklanabilirdi. Yaklaşık yarım yüzyıl boyunca referans eser olarak kullanılan The Geographical Distribution of Animals (Hayvanların Coğrafi Dağılımı) eserini 1876 yılında yazdı ve bu eserini ada biyocoğrafyası ile ilgilenen 1880 yılına ait Island Life (Ada Hayatı) adlı eseriyle tamamladı. Philip Sclater tarafından geliştirilen altı alanlı sistemi genişleterek kuşlardan her türlü hayvana kadar coğrafi dağılımları açıklamak için kullandı.
Kalıtım üzerine olan bilimsel çalışmalar, Darwin'in Türlerin Kökeni eserinin ışığında Francis Galton ve biyometrisyenlerin çalışmalarıyla kısa sürede büyüdü. Genetiğin kökeninin genellikle Gregor Mendel'in 1866 yılındaki çalışmaları olduğu gösterilir ve kalıtım yasalarına da adı verilmiştir. Ancak çalışmalarına yapıldıktan 35 yıl sonraya kadar önem verilmemiş ve ilgi gösterilmemiştir. O dönemde pangenezis, orthogenezis ve diğer mekanizmalara dayanan birçok kalıtım teorisi tartışılşmaktaydı. Embriyoloji ve ekoloji de evrim ile bağlantılı olarak önemli biyolojik bilim dalları olarak, özellikle Ernst Haeckel'in eserleriyle gelişmeye başlamıştır. Ancak 19. yüzyılda kalıtım üzerine yapılan çalışmaların çoğu doğa tarihi alanında değil deneysel fizyoloji alanındaydı.