Pierwszym uczonym, który w sposób naukowy próbował wyjaśnić przyczyny zmienności gatunków i mechanizmy ich powstania był J.B. Lamarck. U podstaw teorii Lamarcka leżało założenie, że z organizmów prostszych tworzą się wyżej zorganizowane w wyniku ciągłych i powolnych zmian, a przyczyną ewolucji są zmiany zachodzące w czasie życia osobnika, które wynikają z używania lub nieużywania określonego narządu. Zasadniczym błędem teorii Lamarcka było założenie, iż cechy nabyte są utrwalane dziedzicznie. Dopiero teoria Darwina i Wallace’a pozwoliła uznać ewolucję za fakt przyrodniczy. Teoria ta za podstawę przemian ewolucyjnych przyjmuje zmienność organizmów w obrębie gatunku. Zmienność ta jest losowa i bezkierunkowa. Polega na nieustannym powstawaniu zmian w organizmie: korzystnych, niekorzystnych a także obojętnych. Ponieważ rodzi się więcej osobników niż może przeżyć ze względu na działanie różnych czynników abiotycznych i biotycznych, istnieje walka o byt. Przeżywają osobniki najlepiej przystosowane do danego środowiska, obdarzone najkorzystniejszymi cechami. Mogą one swoje cechy przekazać potomstwu, dzięki czemu w kolejnych pokoleniach cechy te zostają utrwalone. Zatem w przyrodzie działa dobór naturalny, który powoduje coraz lepsze przystosowanie się organizmów do środowiska. Efektem zmian warunków środowiska są kolejne zmiany adaptacyjne organizmów. Przy działającym nieustannie doborze naturalnym prowadzi to do kumulowania się korzystnych cech u organizmów, a po dostatecznie długim okresie, może doprowadzić do powstania gatunku.
Współczesna syntetyczna teoria ewolucji łączy teorię doboru naturalnego Darwina ze współczesnymi osiągnięciami genetyki i ekologii. Zgodnie z jej założeniami istotą ewolucji są zmiany częstości /frekwencji/ genów w obrębie puli genowej populacji, spowodowane przez mutacje i rekombinacje materiału genetycznego oraz działający dobór naturalny. Mutacje i rekombinacje powodują pojawienie się nowych cech, natomiast dobór naturalny eliminuje osobniki posiadające cechy niekorzystne w danym środowisku. Powoduje to z czasem zróżnicowanie populacji w obrębie gatunku. Pogłębienie tego zróżnicowania, które może nastąpić na skutek izolacji, prowadzi do powstania nowego gatunku, czyli do specjacji.