自然選擇即有利的遺傳性狀將會更為普遍地存在於繁殖生物體某壹群體的後代中，而不利的遺傳性狀在其後代中減少存在機率的選擇過程。
自然選擇作用於表現型（即生物機的顯現特征），從而使得生物中擁有有利表現型的個體比擁有不利表現型的個體更易於生存和繁衍。如果這些表型具有遺傳性，那麽與有利表現型相關的基因型將會下壹代中會增加其頻率。經過壹段時間，這個過程可以產生適應性，該適應性能使生物體適應於特定生態位，從而可能最終產生新的物種。
自然選擇學說是奠定現代生物學的壹塊基石。達爾文(Charles Darwin)在他1859年出版的劃時代 著作《物種起源》通過對人工選擇（即擁有有利性狀的動物受到飼養人員青睞被挑選出進行系統化的繁殖的過程）進行類比的方式介紹描述了自然選擇這壹術語。自然選擇學說發展之初缺乏合理的遺傳學理論，因為當達爾文書寫此著作時，盡管現代遺傳學之父孟德爾（Gregor Mendel）為達爾文同時代學者，但由於孟德爾的著作直到20世紀初還不為人所知，所以當時達爾文仍然對現代遺傳學壹無所知。達爾文的傳統進化論與後來發現的分子遺傳學壹起被統稱為現代綜合理論（新達爾文主義）。雖然還存在其他分子進化機制（如木村(Motoo Kimura) 提出的中性突變學說，其解釋了導致遺傳多樣性的重要原因），自然選擇仍然是適應進化論的最重要的解釋學說。
壹般原則
自然選擇作用於生物體的表現型，即外型特征。生物體的表現型由其基因組成（基因型）和其生存的環境決定。通常，自然選擇作用於某個個體的某壹具體性狀，這些特殊性狀可以狹義地用術語表現型和基因型定義。
當同壹群體中的不同生物體擁有某性狀的不同版本的基因時，其中的任壹版本被稱為等位基因。這種遺傳變異正是表現型特性的成因：某些基因的特定組合決定了人類眼睛的顏色，例如產生藍眼睛的表現型。另壹方面，當某壹群體中的所有生物體的某壹性狀擁有同壹等位基因且此狀態在某壹段時間內基本穩定，此群體可被稱為擁有固定的等位基因。
某些性狀受某壹單壹基因控制，但是大多數的性狀受多個基因相互作用的影響。決定某性狀的多個基因中的某個基因的變異對生物體最終的表現型只會產生很小的影響作用。所有的這些基因***同作用能夠產生可能產生的表現型值的統壹體。
命名法和慣用法
術語“自然選擇”在不同的語境其定義略有不同。簡單地說， "自然選擇"是主要用於定義作用於某些遺傳性狀上的選擇，但有時指在不考慮表現型是否具有遺傳性的情況下各個表現型的成功繁殖差異。從在個體水平上的成功繁殖是表現型的作用結果而非此種表現型是否具有遺傳性或具有何種程度的遺傳性的作用結果的意義上來說，自然選擇是具有“盲目”性的。根據達爾文對“自然選擇”該術語的主要使用，此術語壹般用於指盲目選擇的結果和機制。有時明確區分選擇的機制和作用效果對我們是很有幫助的。當此區分重要時，科學家們會把自然選擇特殊定義為“導致繁殖個體選擇的那些機制”，而不考慮此種選擇是否具有遺傳性。這有時也被稱為“表現型自然選擇”。那些導致生物體更高繁殖成功率的性狀將得到選擇，而那些減少成功的性狀將會被淘汰。對某壹性狀的選擇也將會導致對其它與此性狀相關但不直接影響適應性的性狀的選擇。此現象可能由於基因多效性或基因連鎖而產生。
適應度
適應度的概念是自然選擇的中心論題。正如眾所周知的名言“適者生存“所闡述的那樣，雖然適應度有時可以通俗理解為提高個體生存率的特性，但是現代時化理論卻從個體繁殖的角度定義適應度。此理論的基礎是：如果某生物體只具有其他物種的壹半壽命，但其成年期繁殖的後代存活率卻是其他物種的兩倍，該生物體的基因將會更普遍地存在於下壹代的成年群體中。這也是眾所周知的非均勻再生。盡管自然選擇作用於個體，但其對具有某壹特定基因型的所有個體的平均作用效果卻與該基因型的適應度相壹致。普遍來說，具有極低適應度的基因型會使得其攜帶者只產生極少或沒有後代。此類情形包括諸如囊腫性纖維化等許多人類基因紊亂的病例，患有鐮刀型細胞貧血癥疾病的病人與普遍人群相比會具有較低的適應度，但是由於此病癥能對瘧疫疾病產生免疫力，因此此疾病對較高瘧疾感染率的易感人群具有較高的適應度值。大致來說，某生物體的適應度隨著其等位基因適應度的變化而變化。因為適應度是壹個平均量，由於某些不相關的原因，在某個未成年就死去的個體中也可能發生有利突變。同樣，非有利突變也可能因為某些不相關的原因發生在存活至成年期的個體中。
選擇類型
自然選擇可以作用於任何表現型性狀並且生存環境的任何組成因素（諸如交配、同種個體、同壹物種組成成員等）都可以產生選擇壓力。但是，這並不意味著自然選擇總是具有定向性且會產生適應性進化。另外，自然選擇會經常通過淘汰不適應的變體來維持現狀。
選擇的單位可以是生物個體或者另壹級的生物組織結構，如基因，細胞，和親屬群等。關於自然選擇是否作用於群體或物種從而產生將會使更大的且沒有血緣關系的群體受益的適應性的論點還仍在爭論中。存在於諸如基因不同級別的自然選擇會導致該基因的適應度的增強，但同時會降低該基因攜帶生物個體的適應度，此過程被稱為基因組內沖突。總體而言，在各個級別存在的所有選擇壓力的綜合作用效果將會決定某個體的整體適應度，從而產生自然選擇的最終結果。
自然選擇會發生在某生物個體的每壹個生命階段。每壹個單個的生物體必須生存到成年期才可以繁殖。對成年期生物體的選擇被稱作生存能力選擇。在許多物種中，成年期生物體必須為了交配競爭，即所謂的性選擇過程，性選擇的最終獲勝者將獲得生育下壹代的權利。當個體可以多次繁殖時，較長的生存繁殖期增加後代數量，稱為生存選擇。雄性或雌性的繁殖力（如某種果蠅的巨大精子）可以通過生育力選擇來進行限止。當諸如單倍體配子間的減數分裂驅動等基因組內沖突可導致配子或基因選擇時，產生配子的存活力各不相同。最後，某些卵子和精子的結合可能比別的卵子和精子的結合更相容，這又被稱為相容選擇。
性選擇
在機械區分生態選擇和狹義性選擇時，性選擇這壹術語會對我們很有幫助。生態選擇涵蓋所有環境（包括親屬，如親系選擇；和同種個體，如競爭和殺嬰罪）引起的選擇機制，而性選擇專指同種個體為交配所進行的競爭。性選擇可以發生在同性別之內，如在某壹生物群體相同性別的個體之間發生的競爭。另外，性選擇還可以發生在不同性別之間，如某壹性別通過選擇某壹群體中現有的交配對象來控制生育權。因為對單個後代生物體中的雌性物種比雄性物種投入更多的研究投資，通常來說，即性別內選擇涉及雄性之間的競爭，而性別間選擇包括雌性選擇適合雄性的機會。然而，壹些物種會展示性別角色顛倒行為，即在交配選擇中雄性處於更多地被選擇位臵。盡管在壹些兩棲類和鳥類中發現了此類行為，但是最廣為人知具有此類行為的例子是海龍科內的壹些魚類。某壹特殊物種的某壹性別所特有的特點可以通過另壹性別的交配選擇來解釋，如壹些雄鳥的鮮艷的羽毛。同樣，同性成員間的進攻有時可以和壹些非常鮮明的特點聯系起來，如雄鹿角，此器官經常被用於和其他雄鹿的角逐中。更通俗地說，性別內選擇經常與性差相關聯，包括同壹物種中雄性和雌性體型大小的差異。