《物种起源》（英语：ies）全称《论藉助自然选择（即在生存斗争中保存优良族）的方法的物种起源》是达尔论述生物演化的重要著作，出版於1859年。该书是19世纪最具争议的著作之一，其中的观点大多数為当今的科学界普遍接受。
在该书中，达尔首次提出了演化论的观点。他使用自己在1830年代环球科学考察中积累的资料，试图证明物种的演化是通过自然选择（天择）和人择的方式实现的。
在当时，人们普遍都接受创造论，相信上帝创造世界、并一次就创造出所有的生物，同时上帝也赋予每种生物各自的角色，而每个物种的设计都非常完美，所以物种是永恆固定不变的。
地层中发现的化石是古代地球曾经遭遇大洪水的证据，那些化石就是没有登上诺亚方舟的动物。
地球的歷史大约只有六千年左右，这是经由从亚当和夏娃开始后的人类世代所推算的时间。
达尔人也相信，只要时间足够，无法察觉的细微改变也可以造成巨大的变化。达尔推算白堊纪中期距今约有三亿年左右的歷史，持续长时间微小的地震等自然因素使得原来在海中的生物遗跡能在高山上发现。
在加拉巴哥群岛考察时，达尔发现每个岛屿上的陆龟及雀鸟并没有很大的差异，但又有些许的不同。他又发现加拉巴哥群岛的生物与南美洲大陆的种类非常相似；於是他开始怀疑岛上生物可能有共同的祖先，他们之间的差异是由於千百年来适应各个岛屿不同环境的结果。
每一个物种都是一些细微的变化在无数个世代的过程中產生的结果。
生物进化在当时并不是新的概念。1809年时，法国动物学家拉马克便提出：当环境改变时，物种会调适发展自己的器官来适应环境，常用的器官会发育变大、不用的器官会逐渐退化。并且这一代获取的改变会遗传给下一代；但没有科学证据可以证明「用进废退」和「获得性特徵可遗传」的假说。
后来达尔又从英国人口学者马尔萨斯所著的《人口论》得到灵感；马尔萨斯认為：人类粮食的生產永远无法赶上人口的增加，致使粮食供不应求，进而发生飢荒或战争，导致一部分人口死亡。
达尔以此联想到生物演化发生的机制：演化是生存竞争中自由淘汰的结果，食物与空间等资源有限，只有最适应环境的个体才能生存下来，延续族群。
「天择」的概念逐渐在达尔的五年环球考察过程中形成。在1836年回到英国后，达尔慢慢将他的看法写成章，然而没有发表。
大部分科学家认為。达尔迟了很久才发表他的作品，原因之一就是担心引起教会势力的强烈反弹。1858年，达尔接到在马来群岛调查的博物学者华莱士有关物种形成的章；华莱士对於物种形成的看法与他有很多相似之处，增加了达尔对其学说的信心。