Prirodna selekcija i mutacije
Darvin je teoriju zasnovao na fosilima, poređenju građe tela i odgajanju domaćih životinja, na primer golubova; za DNK se tada nije znalo. Jedinke iste vrste se razlikuju, a rađa se mnogo više potomaka nego što može da preživi, pa se nadmeću za hranu, prostor i partnere. U datoj sredini češće preživljavaju i ostavljaju više potomaka jedinke sa povoljnijim naslednim varijantama, pa te varijante kroz generacije postaju češće. Najuspešnija je jedinka koja ostavi najviše potomaka sposobnih za razmnožavanje. Stečene osobine se ne nasleđuju. Mutacije su slučajne, trajne promene naslednog materijala i stvaraju nove alele; većina nema vidljiv uticaj ili je štetna, a retke su korisne. Na potomke prelaze samo mutacije u polnim ćelijama.
Kako nastaju nove vrste
Jedinke iste vrste mogu međusobno da se ukrštaju i daju plodno potomstvo; izgled nije merilo, pa su mužjak i ženka patke gluvare ista vrsta, iako izgledaju različito. Nova vrsta nastaje postepeno: prepreka, na primer reka, planinski venac ili more, podeli populaciju, grupe se više ne sreću i ne ukrštaju, u svakoj nastaju druge mutacije i selekcija deluje drugačije, pa posle mnogo generacija grupe više ne mogu da imaju zajedničko plodno potomstvo. Kada su mešanci neplodni, populacije su postale različite vrste. Posle kratkog razdvajanja razlike su male, pa se grupe pri ponovnom susretu ukrštaju i ostaju jedna vrsta. Divergencija je razilaženje srodnih vrsta od zajedničkog pretka u različitim sredinama. Na Drvetu života sve današnje vrste su krajevi grana, sa jednako dugom istorijom od zajedničkog pretka.
Evolucija čoveka i raznovrsnost ljudi
Prema fosilima i poređenju DNK, najbliži živi srodnik čoveka je šimpanza, sa kojom imamo zajedničkog pretka. Savremeni čovek (Homo sapiens) nastao je u Africi, gde su nađeni najstariji fosili naše vrste i gde je nasledna raznovrsnost ljudi najveća; odatle je preko Azije naselio ostale kontinente, a Ameriku tek mnogo kasnije, iz severoistočne Azije. Preci čoveka hodali su uspravno pre nego što im se mozak znatno povećao, a uspravan hod je oslobodio ruke. Kameno oruđe pravili su i stariji preci, a nekada su živele i druge vrste roda Homo, kao neandertalci; danas je Homo sapiens jedina. Svi ljudi su jedna vrsta. Program biologije naglašava da u biološkom smislu ljudske rase ne postoje: visina i boja kože menjaju se postepeno, a većina naslednih razlika postoji već među ljudima iz istog kraja.