一次“叛逆者”的航行
正当达尔文在北威尔士的原野里同塞治威克教授一起考察那里的古岩层时，发生了一件令达尔文惊喜的事情。英国政府为了扩大其殖民利益，决定派一艘名叫“贝格尔”号的军舰去做环球航行。“贝格尔”的英文意思就是“侦犬”。航行的主要任务是测绘南美洲海岸
和附近岛屿的水文图，并对所到之处的各种动植物和地质资源进行考察。负责这次航行的舰长希望请一位博物学家义务参加。亨斯洛立即推荐了达尔文。
达尔文将这次航行机会看作今后生活的起点。他想办法通过舅舅说服了父亲。1831年10月2日，达尔文离开了家，踏上了为期“五年零五天”的征程。12月27日，“贝格尔”号启航赴南美洲，本该成为一名悠闲牧师的达尔文，决意历尽千辛万苦，登高山、涉溪水、人丛林、过草地，冒一切危险也要完成这次航行。当时他22岁，行李中携有洪堡德的《南美旅行记》，那是亨斯洛临行前赠送的。还在剑桥读书时，达尔文看到这本书后，立刻激起了要去南美旅行的强烈欲望．并开始勤奋学习西班牙语。亨斯洛深知达尔文的心思不在教堂里。1832年1月6日，“贝格尔”到达加那利群岛时，达尔文就开始了野外工作，他自己发明了一种小拖网，采集了大量浮游生物，许多是自然界中很低等的生物，它们的形状极为精巧，色彩也非常丰富。这使他产生怀疑，难道这么多的美被创造出来，就是为了那么微不足道的目的(上帝创世说和物种不变论)?在离开英国不到两个星期的时间中，达尔文就对传统观念产生最初的怀疑。
在热带海洋、在南美洲，所见所闻更使他欣喜若狂。但达尔文没有沉迷于美丽的景象，每到一个地方，他除了对地质学考察抱有强烈的兴趣外，还每天把博物学方面的新观察记录下来，并采集整理各种各样的标本寄回英国。实在忙不过来，他才请了船上一名侍者做助手。为了获得更多的科学材料，达尔文还进行了一系列远征。他发现当地的一种动物化石与现存的犰狳很相似，同类动物的形貌也同中有异。
在智利考察时，达尔文所看到的一切使他确信那里的平原正是从前的海底。他在海拔1300英尺的地方发现了近代的贝壳，而昆虫和较高等的动物反而比较稀少，这导致他做出这样的推断：动物的缺乏可能是因为这个地区从海底升起来以后它们才被创造出来。在达尔文的术语中，“被创造”与“产生”还是同义词，这表明“创世纪”说的影响仍在他思想中起作用。
1835年9月7日，“贝格尔”驶向加拉帕格斯群岛，这一经历成了达尔文生涯中真正的转折点。达尔文以前主要对地质学感兴趣，然而，当“贝格尔”号抵达加拉帕格斯群岛后，他的主要兴趣立即转向了生物学。
达尔文注意到那里的植物群和动物群与南美大陆上的有某些类似之处，而西班牙人甚至能认出他采集的龟是从哪个岛屿上捕来的，这件事进一步激起了他的兴趣。随着观察资料的增加，达尔文后来理解了自己的发现非同寻常。他那时的鸟学笔记写道：“当我看到岛屿间的鸟类有区别但区别不大这类现象时，我必须设想它们仅仅是变种。如果这一说法哪怕只有一点点根据，那么群岛动物学就很值得研究，因为这类事实会使物种稳定不变的观点贬值。”他已开始把材料升华为理性的解说了。
1836年1月12日，“贝格尔”号抵达澳大利亚。在这里，达尔文有幸在一个黄昏亲眼见到一只鸭嘴兽正在水面上嬉戏。他一定还遇到过许多有袋类哺乳动物，如袋狼、食蚁兽等，因为他做过这样的记录：“这之前不久，我躺在阳光和煦的海岸，思考着与世界上其他地区的动物相比，这个国家的动物的确奇怪，一个除了自己真正了解的事情之外什么都不信的人可能会惊呼：一定有两个截然不同的造物主在起作用。”到这时，达尔文已经对整个“创世”过程产生了怀疑。1836年10月2日，“贝格尔”号终于在法尔默斯靠岸，两天后达尔文回到希鲁兹伯里。不久前，塞治威克先拜访了达尔文的父亲，说达尔文将会在领先科学家中占有一席之地。父亲见到达尔文时，向他的姐妹大声说道：“哎呀!他的头部形状完全改变了。”但达尔文最大的变化还在于，出发时他还是“上帝创造世界”的信徒，而归来时，他却带回了一个正确的科学结论：植物和动物的种不是固定的而是变化的。
一部“最危险”的著作
达尔文在对舅舅家做了几次访问之后，便和亨斯洛等人联系，开始对大量采集的标本进行分类整理。同时还很快写出了自己的航行报告，洪堡德曾盛赞达尔文对热带自然景象的描写。
起初达尔文还没有放弃他酷爱的地质学，1839年他出任英国地质学会秘书，几乎在与舅舅的女儿爱玛点燃洞房花烛的同时，还被选为皇家学会会员，短短几年间他出版了3部地质学专著。
但达尔文一直思考着关于物种的问题，他深知这个问题的重要性。从1837年7月便开始在一系列笔记本上记录有关物种演变的一切材料。他想搞清楚物种是如何演变的?在研究家养动物和栽培植物的改进时，达尔文发现，在大量变异的基础上，人工选择可以成功地使物种产生根本的变化，祖先类型和改良类型差异之大就像自然界中相关物种之间的差异一样。可是，正如他在自传中写的，“如何把选择应用于在自然状况下生活的
