1831年，亨斯楼推荐达尔文参加“贝格尔号”的环球旅行。这次环球旅行可以说彻底改变了达尔文的一生，使他在生物学研究上更进了一步。达尔文跟随“贝格尔号”穿过了大西洋和太平洋，到达了南美洲、澳洲和非洲最南端的好望角。一路上，达尔文沿途考察各地的地质、动植物的特性，采集了无数的标本，并将自己的发现做了详细的观察笔记。经过了5年的时间，达尔文游遍了世界大部分地区，终于回到了英国。

在环球航行的过程中，每个地区都存在着既相似又不一样的物种，或者是南美洲和大洋洲的小岛环境相似。但是物种却不相同。这些发现让达尔文更加坚信了研究生物特性的决心。

1842年，达尔文完成了《物种起源》的简要提纲，经过了十几年的刻苦研究，终于在1859年出版了《物种起源》。

达尔文在《物种起源》中阐明了这样的科学原理：自然界中生物的物种不是不变的，而是由低级向高级逐渐进化发展的。进化学说包括以下几点：

1.多数变异是微小的，在自然状态下显著的偶然变异是少见的，即使出现也会因为杂交而消失； 2.自然界的变异是连续过渡的，从个体差异到轻微的变种、显著的变种、亚种和新种；3.自然选择：生物都有按几何级数增加个体数目的倾向，但是资源（如空间、食物等）又是有限的，因而，同一物种内的不同个体以及不同物种之间为获得生存机会而斗争（竞争）。并导致大量个体的死亡。4.一些经过修改和发展的概念，主要为性状分歧。达尔文从家养动植物中看到，由于按照不同的需要进行选择，一个原始共同祖先类型，即野生品种，可以被培养成许多形态特征显著不同的家养品种。同样，自然界的同一个种内个体之间的形态、习性差异越大，则适应不同环境方面越是有利，因而将会繁育更多的个体，分布更为广泛：随着差异的积累，分异（歧异）越来越大，原先的一个种就会逐渐变为一系列变种、亚种乃至不同的新种。这就是性状分歧（分异）的原理。达尔文还阐述了地理隔离对性状分歧和新种形成的促进作用，被大洋隔离的岛屿上山雀和海龟的变异就是典型的例子。在一个地域内，由于资源（如空间、食物等）是有限的，因此每一个地区所能维持（支持）的物种数量及生物个体数量是有限的。生存斗争、自然选择的结果便导致具有有利变异的类型个体数目增加，相对劣势类型个体数目则减少直至被淘汰或灭绝。随着性状分歧的加大，新种不断形成、老种灭绝，特别是由于中间过渡类型的灭绝，不同物种之间形态差异逐渐扩大：而在生物分类的实践中，相同的物种归于一个属，相近的属归于一个科，相近的科归于一个目。如果从时间和空间两个方面来看，生物的分类系统形成过程就好像一株不断分叉的大树。对此，达尔文曾用一株大树对自然选择的原理做过生动形象的描绘。

1859年11月24日，《物种起源》正式发行，第一批印刷出来的1250册在当天就销售一空。《物种起源》一书在当时的科学界和公众之中都引起了巨大反响，宗教领袖和维多利亚王朝都非常震惊，人类和动物的祖先居然是一样的。然而，达尔文的这一理念仍然对西方社会和思想界产生了深刻的影响，并且也是现代生物学和进化论的基础。

《物种起源》第一次把生物学建立在完全科学的基础上，以全新的生物进化思想，推翻了“神创论”和物种不变的理论。《物种起源》是达尔文进化论的代表作，标志着进化论的正式确立。尽管也有缺陷与不足之处，但它无疑是一本划时代的科学巨著，是科学领域中的一场大革命，以至直到现在人们还是把全部生物学的历史分为达尔文以前和达尔文以后两个时期。经过100多年的论争，《物种起源》胜利了，这是科学对宗教的胜利，进化论学说已经成为人类进步的世界观的一个不可分割的组成部分。

2020年4月，列入《教育部基础教育课程教材发展中心 中小学生阅读指导目录（2020年版）》。

1859年，《物种起源》出版。1860年，德文本问世（尽管翻译者不甚尊重原文，至于1862年旋出修订本）；1862年，法文本出版；1864年，连出了荷兰文本，意大利文本和俄文本。再后来，丹麦文本，波兰文本，匈牙利文本，西班牙文本和瑞典文本也相继面世。

查尔斯·达尔文（1809～1882），出生于英国西部施鲁斯伯里一个世代为医的家庭。16岁时，他被送到爱丁堡大学学习医学。但达尔文从小就爱打猎，采集矿物和植物标本。父亲认为他游手好闲，1829年，在盛怒之下，他被父亲送到剑桥大学学习神学，希望他成为一个“尊贵的牧师”。1831年，达尔文从剑桥大学毕业。同年12月，英国政府组织了“贝格尔”号军舰环球考察，达尔文以“博物学家”身份自费搭船开始考察活动。这艘军舰穿越大西洋、太平洋，经过澳大利亚，越过印度洋，绕过好望角，于1836年10日回到英国。1842年，他第一次写出《物种起源》的简要提纲。1859年11月，达尔文经过20多年研究，终于写成《物种起源》。1882年4月19日，达尔文因病去世，他的遗体被安葬在牛顿墓旁。