自然选择说是由达尔文提出的关于生物进化机理的一种学说。达尔文认为，在变化着的生活条件下，生物几乎都表现出个体差异，并有过度繁殖的倾向。在生存斗争过程中，具有有利变异的个体能生存下来并繁殖后代，具有不利变异的个体则逐渐被淘汰。此种汰劣留良或适者生存的原理，达尔文称之为自然选择。
自然选择说是达尔文解释生物进化的核心学说。达尔文认为，生物普遍发生能遗传的变异；生物又有过度繁殖的倾向，由于食物和空间有限，必然发生生物与生物之间、生物与周围环境条件之间的生存斗争；在生存斗争中，那些具有有害变异的个体容易死亡，那些具有有利变异的个体容易生存下来并繁殖后代。他把有利变异的保存和有害变异的淘汰叫做自然选择。
他认为，有利于生存的变异会逐代积累加强，经过性状分歧(即性状向不同的方向发展)和中间类型的消失，就会导致形成新种。达尔文举出许多例子来说明自然选择的作用。例如，在植物与昆虫的关系中，花的蜜腺发达、花蜜泌量多的植物个体，容易招引昆虫传粉，引起异体受精，获得杂种优势，利于生存下来和繁衍后代，而与此相反的植物个体就会被淘汰。这样，在连续的世代中，蜜腺就可能越来越发达，花的结构也越来越跟“来访”昆虫的大小和习性相适合。
另一方面，也只有与这样的花，在大小、结构和习性上相适合的昆虫才能得到生存和发展，否则就要死亡而被淘汰。于是，经过长期的演变，就会出现适于某些昆虫传粉的新类型植物和适于为某些植物传粉的新类型昆虫。这里并没有什么超自然的力量，不过是发生了植物的花与昆虫之间的相互选择过程。又如，在北大西洋东部的马德拉岛上有550种甲虫，其中有少数翅膀特别发达而大部分翅膀退化。对此，达尔文的解释是，自然选择作用于昆虫的变异，使它们向着两个不同的方向发展：有些个体飞行时能够战胜暴风，经过逐代积累加强，发展为翅膀特别发达的类型；多数翅膀退化的个体，不能飞行，也不致被暴风刮到海里去，亦能生存下来并繁殖后代。只有那些翅膀不够强大，但又不很退化能够飞行的个体，常被暴风刮到海里淹死而消失了。
按照达尔文的自然选择学说，适应是个两步过程，第1步是变异的产生，第2步是通过生存斗争的选择，即适应=变异+选择。在生存斗争中，自然选择作用于能遗传的不定变异，发生“汰劣留良”的效果；被选的有利性状在世代传递过程中逐渐保存积累，物种由此演变，新种由此产生。这就是自然选择学说的全部内容。
