達爾文對大自然嘅早期興趣，令佢忽略咗喺愛丁堡大學嘅醫學教育；反而，佢幫手研究海洋無脊椎動物。從1828年到1831年，佢喺劍橋大學嘅基督學院讀書，呢段時間令佢更加熱愛自然科學。 不過，真正令達爾文成為著名地質學家嘅，係佢喺1831年至1836年期間參加嘅五年航行，搭Template:HMS呢艘船。佢喺航行期間發展嘅觀察同理論，支持咗查爾斯·賴爾嘅漸進地質變化概念。佢出版咗航行嘅日誌，呢本書令達爾文成為知名嘅作家。
達爾文喺航行期間收集嘅野生動物同化石嘅地理分佈令佢感到困惑，於是佢開始詳細調查，並喺1838年構思咗自然選擇嘅理論。 雖然佢同幾個自然學家討論過自己嘅想法，但佢需要時間做深入研究，而地質學工作係佢嘅首要任務。 當1858年，阿爾弗雷德·羅素·華萊士送咗一篇描述同樣概念嘅文章俾達爾文時，佢正喺寫緊自己嘅理論，於是兩人即時聯合提交咗佢哋兩個嘅理論俾倫敦林奈學會。 達爾文嘅工作確立咗進化後代變異係自然多樣化嘅主流科學解釋。
1871年，佢喺《人類的由來與性選擇》一書中探討咗人類進化同性選擇，1872年又出版咗《人類與動物的表情》。佢關於植物嘅研究係以一系列書籍形式發表，而佢最後一本書《蚯蚓對土壤的作用》（1881年）探討咗蚯蚓及其對土壤嘅影響。達爾文喺1859年出版咗佢嘅《物種起源》一書，用有力嘅證據提出咗進化論。 到咗1870年代，科學界同大部分受過教育嘅公眾已經接受咗進化論係事實。不過，最初有唔少人傾向於支持競爭解釋，認為自然選擇只係次要角色。直到20世紀30年代至50年代出現現代進化綜合理論，廣泛共識先至形成，認為自然選擇係進化嘅基本機制。 達爾文嘅科學發現係統一咗生命科學嘅理論，解釋咗生命嘅多樣性。
遺產同紀念
正如阿爾弗雷德·羅素·華萊士所講，達爾文「喺四分之一個世紀內，為人類思想帶嚟咗比我哋同期 – 甚至可能係任何時期嘅人更大嘅革命」，佢「畀咗我哋一個全新嘅生命世界概念，同埋一個本身就係強大研究工具嘅理論；佢示範咗點樣將所有唔同領域嘅研究人員積累嘅事實結合成一個連貫嘅整體，從而徹底改變咗整個自然研究。」
大多數科學家依家都信服進化係通過修改而嚟嘅後代，但好少人同意達爾文認為自然選擇「係主要但唔係唯一嘅修改方式」。 喺「達爾文主義嘅蝕」期間，科學家探索咗其他機制。之後，朗納德·費雪喺《自然選擇嘅遺傳理論》中結合咗孟德爾遺傳學， 引領咗群體遺傳學同現代綜合理論嘅出現，而呢個理論仲係繼續發展緊。 科學發現不斷確認同驗證達爾文嘅關鍵洞見。
以佢個名命名嘅地理特徵包括達爾文海峽同達爾文山（安第斯山脈）， 兩者都係佢喺小獵犬號第二次航行期間命名嘅。達爾文港則係佢以前船員喺下一次航行期間命名嘅，最終成為咗澳洲北領地首府達爾文（北領地）嘅所在地。 達爾文個名被正式或非正式咁賦予畀好多植物同動物，包括佢喺航行期間收集到嘅好多物種。
倫敦林奈學會喺1908年開始頒發達爾文－華萊士獎章，以紀念1858年7月1日達爾文同華萊士聯合發表佢哋理論50周年。之後喺1958年同2008年再次頒發，自2010年起，呢個獎章每年都頒發。 1964年創立嘅劍橋大學研究生學院達爾文學院（劍橋）就係以達爾文家族命名嘅。 由2000年到2017年，英格蘭銀行發行嘅英鎊10鎊紙幣背面印有達爾文嘅肖像， 仲有蜂鳥同小獵犬號嘅圖案。
