科學的眼光與方法
達爾文的自然選擇論來源於對人的實踐和人工選擇的觀察與研究，所以，他的理論具有非凡的生命力。他不顧很多朋友的反對，堅持用“自然選擇”這一已被人的實踐證實了的術語。首先他在《動物和植物在家養下的變異》中用幾種徹底的、非常深刻的方法研究了這種實踐，並且對這種實踐做了評論。
達爾文還用前輩的論據和一些科學家的調查研究來證明自己的觀點。許多科學工作者都是這樣工作的，但是他們在引用時都會注明。達爾文也引用了不少的先例和文獻資料，與許多的專家交流，他認為這樣會有利於他更好地學習和積累經驗。
他詳細地將家養動物和栽培植物做了分別說明，並且仔細研究了他們的祖先以及它們被養起來之後發生的變化。
達爾文當時對植物的論述是一大進步。他發現由於嫁接而產生的新品種與雜種的植物，所得出的結果沒有什麼太大的區別，他還發現植物是無性交配的。
達爾文強調說，重新出現的性狀通常都要遺傳。他說：
“當一種新的性狀產生出來的時候，不管它的天性怎樣，一般都具有遺傳性，盡管這種遺傳性是暫時的，然而有時卻表現得極為頑強。還有比以下的情形更加不可思議的嗎?即原來不是某一物種所具有的某種微小特點，先通過連肉眼都不能看到的微小的雄性細胞或雌性細胞傳遞下去，然後經過在子宮或卵巢中進行的長久發育過程的不斷變化，終於這一特點在後代成熟時出現。再者，由一頭產乳量高的母牛的微小的卵生出一頭公牛，這頭公牛的一個精細胞與一個卵細胞結合之後，又產生出一頭母牛，當這頭母牛長大時，就會有很發達的乳腺，產出具有特殊品質的牛乳，那麼還有比這確鑿的事實更加不可思議的嗎?但是，正如蘭得爵士所正確指出的那樣，真正值得驚奇的問題，並不在於一種性狀會遺傳下來，而在於某些性狀有時並不遺傳下來。”
為了培育出某種有益的家畜品種，人們早就采用建立動物係譜的方法。甚至半開化的阿拉伯人各部族都一直在使用他們的阿拉伯馬的係譜。他們對跑馬、獵犬甚至豬的各種優良品種也早就開始這樣做了。所以，實踐表明親體的一切優良品質通常都會遺傳給後代，否則這種係譜也就沒意義了。許多觀察結果都表明，由於動植物做某種手術而發生的變異，或是損害也都能遺傳給後代。
達爾文收集了大量的實際材料，使他震驚的是，盡管事實五花八門，可是沒有固定的規則說明在何時、何種條件下，什麼樣的性狀能遺傳或不能遺傳。但達爾文認為，當我們還不能查出遺傳或不遺傳的原因時，這隻能說明我們的無知。看來，性狀遺傳的久遠性本身並不能保證性狀的穩定性。隻有在生活條件不變的情況下，性狀才有可能頑強地遺傳下去。他說：“我們都知道，許多物種在它們的自然條件下生活時，把同一性狀保持了無限的歲月，而當它們被家養之後，便以多種多樣的方式發生變異了——這就是說，停止遺傳它們的原始形態了。所以，沒有任何性狀看來是絕對固定的，有時我們可以用生活條件改變了某些性狀的發展來解釋遺傳的停止……”
所謂的返祖現象或返祖性也引起了達爾文極大的興趣。所謂返祖現象，就是祖先所具有的特性在許多後代的身上都不表現出來，但卻在相隔很遠的某一後代的身上重新出現，這種特征是隱性遺傳的。所以，達爾文認為，有不同的力量決定這一隱性遺傳。達爾文也注意到了隻限於單性遺傳這一現象的存在。例如，某些品種的牲畜所具有的隻有公牛才有的無角性狀，通過有角的母牛遺傳下去。他還強調指出，在一定年齡中所呈現出的性狀在下一代也會在一定的年齡上有表現出來的傾向。
在研究雜交的過程中，使他深感吃驚的是，雖然植物通常不能自花授粉，但實際上這裏也帶有一定的法則，有各種各樣的過渡形式。“有些植物進行異花受精時，它能產生大量的種子，這些種子發出的苗比較矮小一些；有些植物當進行自花授粉時，產生很少的種子；有些植物不產生種子；有些植物自己的花粉和柱頭水火不相容。”