La sélection naturelle entraîne des adaptations lorsque certains individus d'une population ont des taux de reproduction et de survie plus élevés en raison de la présence d'un trait particulier. Comme ce trait avantageux est transmis au cours de nombreuses générations, tous les individus finissent par posséder le trait et la population évolue.
Pour que la sélection naturelle se produise, plusieurs prémisses doivent être satisfaites. Premièrement, il doit y avoir une variation dans une population. Si tous les individus sont les mêmes, il n'y a pas de variation sur laquelle la sélection peut se produire. Deuxièmement, ces traits doivent être héréditaires, ce qui signifie qu'ils sont transmis du parent à la progéniture. La sélection naturelle ne peut pas opérer sur des traits qui n'ont aucune base génétique. Il doit également y avoir une reproduction différentielle, ce qui signifie que certains individus doivent se reproduire plus que d'autres. Lorsque tous ces facteurs se produisent, la sélection naturelle entraîne une évolution, car les traits avantageux se propagent dans toute la population.
La sélection naturelle est assez variable, car les changements dans l'environnement ont un impact sur les traits avantageux à un moment et à un endroit particuliers. Un bon exemple de cela vient des pinsons des Galapagos. Ces oiseaux ont des tailles de bec variables. Les becs larges sont les meilleurs pour manger des graines dures, tandis que les becs longs et étroits sont plus aptes à exploiter les fruits charnus des arbres. En général, les becs étroits sont plus répandus, mais en période de sécheresse, lorsque les arbres ne peuvent pas produire de fruits, les graines deviennent un aliment plus abondant. Il en résulte que les pinsons à bec large ont plus de nourriture disponible et se reproduisent plus que ceux à bec étroit. Lorsque les sécheresses persistent pendant de nombreuses années, les becs larges remplacent les becs étroits comme les plus courants, mais cette tendance s'inverse lorsque les sécheresses se terminent et que les fruits redeviennent disponibles.