进化
今天，人们普遍认为物种是通过进化过程形成的。进化论最早由查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·亨利·华莱士在19世纪50年代末正式提出。达尔文出版的《物种起源》动摇了基督教教义的基础:所有物种都是神创造的。这部作品立即遭到天主教徒、犹太教徒和新教徒的谴责，这标志着在漫长的血腥分裂历史中罕见的共识。这些杰出的博物学家和其他人的努力，以及在新发现的土地上发现的迄今为止未知生物的慷慨，破坏了圣经所呈现的方舟的信仰。这样一只方舟，里面有一对各种各样的动物，在十八世纪变得非常拥挤。达尔文和华莱士挑战了现有的观点，即一个至高无上的生物创造了每个物种以适应特定的栖息地(这并不需要证据)，并提出了自然选择的进化概念，为此他们提供了他们在热带旅行的证据。
通过自然选择的进化理论相对简单。任何种群中的个体，无论是犀牛甲虫、果蜥还是藤壶，都在某些遗传特征上表现出差异。这些基因变异通常是个体在繁殖过程中基因组成的随机或偶然变化。这些基因特征上的差异意味着，一些个体比那些不太适应环境的个体更能适应环境，并能留下更多的后代。在很长一段时间内，种群的遗传组成会发生变化，物种基本上会(不是有意识地，而是通过“适者生存”)适应环境的变化。当一个种群经历了如此多的基因变化，以至于它不再有能力与原来的种群繁殖时，它就被认为是一个新物种。
为了使一个物种变成两个或两个以上的物种，通常需要某种形式的地理隔离(参见“冰河时代/冰川作用”下的大象例子)。新物种也可以通过适应性辐射形成，当一个物种进入一个生态位尚未被填充的栖息地时，适应性辐射就会发生。渐渐地，那些具有某些特征的个体，比如更长的喙或更强的爪子，将比其他具有不同特征的个体具有优势。具有这些特征的个体茁壮成长，并产生更多的后代，最终填补了开放的生态位。适应性辐射最著名的例子是加拉帕戈斯群岛的达尔文雀，但还有很多更好的例子，比如马达加斯加的狐猴(见“哺乳动物”下的第4章)和夏威夷的蜜爬行鸟。蜜爬行鸟，一种雀类大小的鸟类，已经辐射到夏威夷群岛的许多不同的生态位，因此在人类干扰之前，大约有30个物种存在。
收敛 平行进化是一种有趣的现象，不同祖先的不同物种进化到占据相同的生态位，通常是在不同的陆地上。这些系统发育不同的物种通常会发展出非常相似的物理特征和行为，因为这些特征对它们的生态位来说是极好的。
相对较新的证据表明，进化可能不是达尔文所认为的那种缓慢而连续的过程，而是在快速变化的爆发中发生的一个相当零星的过程。这种更为混乱的进化观点被间断平衡理论所包含，该理论提出，大多数结构变化发生在物种形成事件中，当一个物种起源时，此后很少有进一步的进化变化发生。因此，我们预计在灭绝事件或地理隔离之后，物种形成相对较快，但一旦以前未被占领的生态位被填补，进化就相对较少或没有。20世纪90年代末的研究发现了果蝇的一种机制，可以帮助解释新物种在应对环境变化时的快速形成。所谓的“末日基因”可能使那些以相同的外观和行为存在了数千年的物种，在短短几代人的时间里，为了应对突然的环境变化，经历了彻底的结构变化。