Looduslik valik on üks mutatsioonide, migratsiooni ja geneetilise triivi kõrval evolutsiooniteooria neljast põhilisest eeldusest. Looduslik valik toimib populatsioonides, millel on varieeruvad omadused, näiteks värvus. Selle peamine eeldus on see, et kui on olemas omadus, mis võimaldab ühel isikul keskkonnas paremini ellu jääda kui teine, on esimene tõenäolisem, et see paljuneb. Looduslik valik toimub siis, kui on täidetud neli tingimust: paljunemine, pärilikkus, füüsikaliste omaduste varieerumine ja järglaste arvu varieerumine indiviidi kohta.
Paljundamine
Selleks, et looduslik valik toimiks antud populatsiooni suhtes, peab see populatsioon uue põlvkonna loomiseks paljunema. Paljude põlvkondade vältel kipuvad paljunema isikud, kelle tunnused sobivad kõige paremini nende keskkonda, kui mitte. Sellisena toimib looduslik valik, et maksimeerida nende isendite arvu, kellel on eelistatud omadused, samas kui vähem soodsate omadustega isikud surevad aeglaselt. Mida kõrgem on populatsiooni taastootmise määr, seda suurem on üksikisikul konkurentsisurve ellujäämiseks. See surve tagab, et ellu jäävad ainult kõige sobivamad liikmed, samal ajal kui nõrgemad liikmed hukkuvad. Sellest järeldub, et populatsioon saab peagi täis liikmeid, kellel on need omadused, mis annavad liigile paremad ellujäämisvõimalused.
Pärilikkus
Pärilikkus toimib paljunemisega käsikäes, kuna vanemate geenid loovad nende järglaste geenid. Soodsate tunnustega vanemad peavad loodusliku valiku toimimiseks need omadused oma järeltulijatele edasi andma. Vastasel juhul surevad soodsate tunnuste loovad geenid koos vanematega, ilma et neid järgmisse põlvkonda kopeeritaks. Spetsifikatsioon tekib siis, kui liigi liikmed on geograafiliselt eraldatud erinevatesse keskkondadesse, võimaldades seoseta pärilikkuse jooni. Aja jooksul hakkavad iga populatsiooni tunnused erinema, et need sobiksid paremini erinevatesse keskkondadesse. Ühe keskkonna jaoks kasulikud geenid hakkavad erinema erineva keskkonna omadest ja kaks populatsiooni hakkavad lahknema. Piisava aja andmisel võib populatsioonide erinevus olla nii suur, et nad ei saa enam omavahel ristuda.
Omaduste varieerumine
Looduslik valik võib populatsiooni sees esineda ainult siis, kui populatsiooni liikmetel on üksikute omaduste variatsioon. Näiteks populatsiooni värvide loodusliku valiku uurimine nõuab erinevatelt inimestelt erinevat värvi. Ilma omaduste varieerumiseta pole loodusel omadusi teiste seast "valida".
Fitnessis variatsioon
Bioloogias on sobivusel tehnilisem tähendus kui selle ühisel määratlusel. Evolutsiooni kontekstis on sobivus organismi võime võimalikult palju ellu jääda ja paljuneda. Loodusliku valiku tekkimise eeltingimus on elanikkonna liikmete sobivuse erinev tase. Mõnel isendil peavad olema omadused, mis võimaldavad neil paremini ellu jääda ja paljuneda sagedamini kui teistel. Vastasel juhul ei saa looduslik valik toimida nii, et saaksid rohkem kasulike omadustega inimesi ja vähem vähem kasulikke omadusi.