Les cinq étapes du processus de sélection naturelle sont la variation, l'hérédité, la sélection, le temps et l'adaptation. Chaque étape est indispensable au processus, et chacune a été observée soit dans la nature, en laboratoire ou les deux.
Le premier élément de la sélection naturelle réside dans la variation naturelle entre les organismes. La variation peut être extrêmement subtile, comme une légère différence dans les motifs de camouflage ou des différences mineures dans le métabolisme, mais elle sert de matière première à l'évolution. Les traits variables doivent, pour être véritablement soumis à la pression de sélection, être héréditaires. Un trait est héréditaire s'il peut être transmis des parents à la progéniture. Cela permet à la sélection naturelle de fonctionner sur plusieurs générations. La sélection est le troisième élément, et elle consiste en les taux différentiels auxquels des lignées subtilement différentes se reproduisent, survivent et meurent. Les pressions sélectives ressenties par les populations sont généralement faibles d'une génération à l'autre, c'est pourquoi le quatrième élément, le temps, est important. L'évolution prend de nombreuses générations pour montrer des effets notables, et les nouveaux traits mettent du temps à se fixer dans les populations. Les traits qui survivent au processus d'évolution sont généralement adaptatifs, ce qui signifie qu'ils confèrent un certain avantage à leurs porteurs. Ceux-ci prolifèrent aux dépens de traits moins avantageux et augmentent la valeur adaptative inclusive du pool génétique dans son environnement.
