Chọn lọc tự nhiên là quá trình phân hóa khả năng sống sót và mức thành đạt sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể, từ đó dẫn đến đào thải các kiểu hình kém thích nghi, đồng thời tăng cường khả năng sống sót của các dạng thích nghi, tạo cơ hội cho các kiểu gen thích nghi này đóng góp vào vốn gen của quần thể ở thế hệ sau. Chọn lọc tự nhiên là cơ chế chủ chốt của tiến hóa. Thuật ngữ "chọn lọc tự nhiên" được Charles Darwin đề xuất (năm 1859), đã được khoa học chấp nhận và phổ biến rộng rãi. Chọn lọc tự nhiên là nền tảng của sinh học hiện đại. Khái niệm này do Darwin và Alfred Russel Wallace trình bày chung trong các văn bản vào năm 1858. Sau đó tổng hợp lại trong cuốn sách mang tính ảnh hưởng của Darwin năm 1859 là On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life. Ông mô tả chọn lọc tự nhiên cũng tương tự như chọn lọc nhân tạo, là một quá trình mà động vật và thực vật có những đặc điểm mà các nhà lai tạo coi là nên được ưu tiên sinh sản một cách có hệ thống. Ban đầu khái niệm chọn lọc tự nhiên phát triển khi chưa có lý thuyết xác đáng về tính di truyền; nghĩa là vào thời điểm Darwin viết bài, khoa học vẫn chưa phát triển các lý thuyết hiện đại về di truyền học. Sự kết hợp giữa thuyết tiến hóa Darwin với những khám phá trong ngành di truyền học cổ điển sau này đã hình thành nên thuyết tiến hóa tổng hợp giữa thế kỷ 20. Việc bổ sung di truyền phân tử đã dẫn lối cho việc phát triển tiến hóa sinh học, giải thích quá trình tiến hóa tính từ cấp độ phân tử. Trong khi kiểu gen có thể thay đổi từ từ dựa trên quá trình trôi dạt di truyền ngẫu nhiên, thì chọn lọc tự nhiên vẫn là cách giải thích chính cho quá trìnhtiến hóa thích nghi.