Những đặc điểm này là sự biểu hiện của các gen được sao chép và truyền lại cho con cái trong quá trình sinh sản.

Đột biến trong các gen này có thể tạo ra các tính trạng mới hoặc thay đổi, dẫn đến sự khác biệt có thể di truyền (biến thể di truyền) giữa các sinh vật.

Những đặc điểm mới cũng có thể đến từ việc chuyển gen giữa các quần thể, như trong di cư, hoặc giữa các loài, trong chuyển gen ngang.

Sự tiến hóa xảy ra khi những khác biệt di truyền này trở nên phổ biến hoặc hiếm hơn trong quần thể, không ngẫu nhiên thông qua chọn lọc tự nhiên hoặc ngẫu nhiên thông qua sự trôi dạt di truyền.

Chọn lọc tự nhiên là một quá trình làm cho các đặc điểm có thể di truyền có ích cho sự sống sót và sinh sản trở nên phổ biến hơn, và các đặc điểm có hại trở nên hiếm hơn.

Điều này xảy ra bởi vì các sinh vật có đặc điểm thuận lợi truyền lại nhiều bản sao của những đặc điểm có thể di truyền này cho thế hệ tiếp theo.

Trải qua nhiều thế hệ, sự thích nghi xảy ra thông qua sự kết hợp của những thay đổi ngẫu nhiên, nhỏ, ngẫu nhiên về tính trạng và lựa chọn tự nhiên những biến thể phù hợp nhất với môi trường của chúng.

Ngược lại, trôi dạt di truyền tạo ra những thay đổi ngẫu nhiên về tần số của các tính trạng trong quần thể.

Sự trôi dạt di truyền phát sinh từ vai trò cơ hội đóng vai trò trong việc một cá thể nhất định sẽ sống sót và sinh sản.

Một định nghĩa của một loài là một nhóm các sinh vật có thể sinh sản với nhau và sinh ra những đứa con màu mỡ.

Tuy nhiên, khi một loài được phân tách thành các quần thể được ngăn chặn khỏi sự giao thoa, đột biến, trôi dạt di truyền và lựa chọn các tính trạng mới gây ra sự tích lũy của sự khác biệt qua các thế hệ và sự xuất hiện của các loài mới.

Sự giống nhau giữa các sinh vật cho thấy rằng tất cả các loài được biết đến đều có nguồn gốc từ một tổ tiên chung (hoặc nhóm gen tổ tiên) thông qua quá trình phân kỳ dần dần này.

Lý thuyết tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên đã được cả Charles Darwin và Alfred Russel Wallace đề xuất đồng thời, và được trình bày chi tiết trong cuốn sách năm 1859 của Darwin về Nguồn gốc các loài.

Vào những năm 1930, chọn lọc tự nhiên của Darwin đã được kết hợp với sự kế thừa Mendel để hình thành tổng hợp tiến hóa hiện đại, trong đó kết nối giữa các đơn vị tiến hóa (gen) và cơ chế tiến hóa (chọn lọc tự nhiên) đã được thực hiện.

Lý thuyết giải thích và tiên đoán mạnh mẽ này đã trở thành nguyên tắc tổ chức trung tâm của sinh học hiện đại, cung cấp một lời giải thích thống nhất cho sự đa dạng của sự sống trên Trái đất.