ทฤษฎีวิวัฒนาการ (theory of evolution) คือแนวคิด ที่พยายามอธิบายว่าวิวัฒนาการมีจริงและเกิดขึ้นได้อย่างไร โดยอาศัยหลักฐาน ด้านต่างๆ ประกอบและยืนยัน ดังนี้ 

1.เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ไปข้างหน้าไม่ย้อนกลับ มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลง จากแบบง่ายๆ เป็นซับซ้อน จากแบบโบราณเป็นแบบก้าวหน้า และจากแบบทั่วไปเป็น แบบจำเพาะเจาะจง 

2.ลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมจะถูกกำจัดหรือสูญหาย ไปนักคิดคนสำคัญๆ มี 1.ชอง ลามาร์ก เขาเสนอกฎ 2 ข้อ 1.กฎแห่งการใช้และไม่ ใช้ ลักษณะของสิ่งมีชีวิตผันแปรได้ตามสภาพแวดล้อม อวัยวะที่ใช้บ่อยๆ ย่อม ขยายใหญ่ขึ้น ส่วนอวัยวะที่ไม่ได้ใช้จะลดขนาด อ่อนแอลง และหายไปในที่ สุด และ 2.กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ ลักษณะที่ได้มาใหม่หรือ เสียไปโดยอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม โดยการใช้และไม่ใช้ จะคงอยู่ และสามารถถ่าย ทอดลักษณะที่เกิดใหม่ไปสู่รุ่นลูกรุ่นหลานต่อไปได้

ตัวอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตที่ลามาร์กยกมาอ้างอิงคือยีราฟ เขาว่ายีราฟ ในอดีตคอสั้นกว่าปัจจุบัน (หลักฐานคือซากดึกดำบรรพ์) แต่ได้มีการฝึกฝนยืดคอ เพื่อพยายามกินใบไม้จากที่สูงๆ ทําให้คอยาวขึ้น การที่ต้องเขย่งเท้ายืดคอ ทําให้มีขายาวขึ้นด้วย ลักษณะที่มีคอยาวขึ้นและขายาวขึ้นถ่ายทอดสู่ยีราฟ รุ่นต่อมา2.ออกัส ไวส์มาน ค้านทฤษฎีของลามาร์กโดยกล่าวว่าลักษณะที่ถ่ายทอด ไปยังลูกหลานได้นั้นจะต้องเกิดจากเซลล์สืบพันธุ์ มิใช่จากเซลล์ร่างกาย เขา ตัดหางหนูตัวผู้และตัวเมียแล้วให้ผสมพันธุ์กัน ปรากฏว่าลูกหลานออกมามี หาง ทําติดต่อกันถึง 20 รุ่น หนูในรุ่นที่ 21 ก็ยังคงมีหางอยู่ ไวส์มาน อธิบายว่าการตัดหางหนูออกเป็นการกระทำต่อเซลล์ร่างกาย แต่เซลล์สืบพันธุ์ไม่ มีการเปลี่ยนแปลง ลักษณะหางยาวซึ่งจะถูกถ่ายทอดโดยเซลล์สืบพันธุ์จึงยังคง อยู่
3.ชาร์ลส์ ดาร์วิน ซึ่งต่อมาได้รับยกย่องเป็นบิดาแห่งวิชา วิวัฒนาการ เสนอทฤษฎีการเกิดสปีชีส์ใหม่อันเนื่องมาจากการคัดเลือกโดย ธรรมชาติ สาระสำคัญมี 1.สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันย่อมแตกต่างกันบ้างเล็ก น้อย เรียกว่า variation

2.สิ่งมีชีวิตมีลูกหลานจํานวนมากตามลําดับเรขาคณิต แต่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดก็มีจํานวนเกือบคงที่เพราะมีจํานวนหนึ่งตายไป 

3.สิ่งมีชีวิตจําเป็นต้องมีการต่อสู้เพื่อความอยู่รอด โดยลักษณะที่แปร ผันบางลักษณะที่เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมย่อมดํารงชีวิตอยู่ได้และสืบพันธุ์ ถ่ายทอดไปยังลูกหลาน  


4.สิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้นที่อยู่รอด และดํารงเผ่าพันธุ์ ของตนไว้ และทําให้เกิดการคัดเลือกตามธรรมชาติ เกิดความแตกต่างไปจากสปีชีส์ เดิมมากขึ้นจนเกิดสปีชีส์ใหม่ สิ่งมีชีวิตที่จะอยู่รอดไม่จำเป็นต้องเป็น สิ่งมีชีวิตที่แข็งแรงที่สุด แต่เป็นสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมกับสภาพแวด ล้อมมากที่สุด

กรณียีราฟ อธิบายตามทฤษฎีดาร์วินได้ว่ายีราฟมีบรรพบุรุษที่คอสั้น แต่ เกิดมี variation ที่มีคอยาวขึ้น ซึ่งสามารถหาใบไม้ได้ดีกว่าและถ่ายทอด ลักษณะคอยาวไปให้ลูกหลานได้ ส่วนพวกคอสั้นหาอาหารได้ไม่ดีหรือแย่งอาหารสู้ พวกคอยาวไม่ได้ ที่สุดก็จะตายไป ทําให้ในปัจจุบันมีแต่ยีราฟคอยาวเท่านั้น