Дарвин с любопитство изучава морските раковини и вкаменените дървета в Андите. Още на борда той успява да предвиди, че ако един цял остров потъне под повърхността на океана, коралите ще продължат да се развиват и рифът ще се превърне в коралов остров или лагуна.

Всеки път, когато попада на интересно за него място, се събужда преди изгрев слънце. Често достига до най-далечните места на сушата, яздейки кон. В един от екстремните случаи

препуска в продължение на 80 мили в изгарящ пек. По-късно определя в дневника си това свое пътуване като „малко изтощително”. Смелият дух го подтиква да преминава през места, охранявани от въоръжени политически въстаници. Язди редом с каубоите гаучо в Аржентина. Втурва се да помага на екипажа в изтеглянето на лодките, които се движат срещу течението. Веднъж спасява експедицията, като успява да опази лодка от атаката на приливна вълна. 

Често измъчван от морска болест и нестабилно здраве, Дарвин си почива легнал в хамак. Прекарва възможно повече време на сушата. Така изследванията му стават по-прецизни. Усилията му често смайват другарите му на кораба. Останалите изследователи виждат, че кръвта му кипи, че го гори огън, подклаждан от всепоглъщащото любопитство към целия природен свят. Когато се връща вкъщи, самият Дарвин споделя, че буквално не можел да спи нощем, мислейки за работата си през деня.

Към 1835 г. Дарвин е пропътувал цяла Южна Америка до бреговете на Тихия океан, където успява да прекара

четири ключови за човечеството седмици на Галапагоските острови.

Там за първи път той започва да се съмнява в старата идея за „стабилността на видовете”, която гласи, че животните винаги са били същите, каквито ги виждат хората, и че са създадени от Бог в далечното минало. Дарвин вижда с очите си как някои птици, очевидно с общи предци, са се приспособили към малко по-специфичните условия на различните острови в архипелага. Оказва се, че всеки остров има своя собствена зоология, която хем е свързана с тази на останалите, хем е уникална. Това е моментът, в който концепцията за еволюцията чрез естествен подбор за първи път започва да се оформя в главата на младия Чарлз. По това време той е едва на 26 години.

Четвърт век по-късно,

през 1859 г., идеята му вижда бял свят

в книгата „Произход на видовете”. В нея Дарвин полага началото на теорията на еволюцията, според която човекът не е божие творение, потомък на Адам и Ева, а има далеч по-прагматично минало, в което най-приспособимите надвиват останалите. Според Дарвин от всеки вид се раждат повече индивиди, отколкото могат да оцелеят. Възниква непрекъсната борба за живот, в която някои са облагодетелствани в оцеляването, защото се пригаждат към средата по-добре. По-късно всеки организъм предава измененията си в адаптацията на следващото поколение. Полезните за оцеляването черти се запазват в потомството, неблагоприятните постепенно отпадат. В това се изразява концепцията за естествения подбор. Промяната на наследствените белези, които се проявяват в гените, става в продължение на хиляди години. Организмите постепенно, бавно се изменят и така се случва процесът на биологичната еволюция.