Natuurlijke selectie is een van de vier uitgangspunten van de evolutietheorie, naast mutatie, migratie en genetische drift. Natuurlijke selectie werkt op populaties met een variatie in eigenschappen, zoals kleuring. Het belangrijkste uitgangspunt is dat wanneer er een eigenschap is waardoor het ene individu beter kan overleven in een omgeving dan het andere, de eerste zich eerder zal voortplanten. Natuurlijke selectie vindt plaats als aan vier voorwaarden wordt voldaan: voortplanting, erfelijkheid, variatie in fysieke kenmerken en variatie in aantal nakomelingen per individu.
Reproductie
Om natuurlijke selectie te laten werken op een bepaalde populatie, moet die populatie zich voortplanten om een nieuwe generatie te creëren. Gedurende vele generaties hebben individuen met eigenschappen die het meest geschikt zijn voor hun omgeving de neiging zich meer voort te planten dan degenen die dat niet doen. Als zodanig werkt natuurlijke selectie om het aantal individuen met die favoriete eigenschappen te maximaliseren, terwijl degenen met minder voordelige eigenschappen langzaam uitsterven. Hoe hoger de reproductiesnelheid van een populatie, hoe groter de concurrentiedruk op een individu om te overleven. Deze druk zorgt ervoor dat alleen de meest geschikte leden overleven terwijl de zwakkere leden omkomen. Het gevolg is dat de populatie al snel vol zit met leden die die eigenschappen vertonen die de soort een betere overlevingskans geven.
Erfelijkheid
Erfelijkheid werkt hand in hand met voortplanting, aangezien de genen van de ouders samen de genen van hun nakomelingen creëren. Ouders met gunstige eigenschappen moeten die eigenschappen doorgeven aan hun nakomelingen om natuurlijke selectie te laten werken. Anders zouden de genen die de voordelige eigenschappen creëren samen met de ouders sterven zonder te worden gekopieerd naar de volgende generatie. Soortvorming vindt plaats wanneer leden van een soort geografisch geïsoleerd zijn in verschillende omgevingen, waardoor niet-verwante erfelijkheidslijnen mogelijk zijn. Na verloop van tijd beginnen eigenschappen in elke populatie te verschillen om ze beter aan te passen aan verschillende omgevingen. Voordelige genen voor de ene omgeving beginnen te verschillen van die voor een andere omgeving en de twee populaties beginnen te divergeren. Bij voldoende tijd kan het aantal verschillen tussen de populaties zo groot worden dat ze niet meer kunnen kruisen.
Variatie in kenmerken
Natuurlijke selectie kan alleen plaatsvinden binnen een populatie wanneer leden van de populatie een variatie in individuele eigenschappen hebben. Een onderzoek naar natuurlijke selectie op kleur binnen een populatie vereist bijvoorbeeld dat verschillende individuen verschillende kleuren hebben. Zonder variatie in kenmerken zijn er geen eigenschappen die de natuur kan "selecteren" boven anderen.
Variatie in fitness
In de biologie heeft fitness een meer technische betekenis dan de algemene definitie. In de context van evolutie is fitness het vermogen van een organisme om zoveel mogelijk te overleven en zich voort te planten. Verschillende niveaus van fitheid bij leden van een populatie zijn een voorwaarde voor natuurlijke selectie. Sommige individuen moeten eigenschappen hebben waardoor ze beter kunnen overleven en zich vaker kunnen voortplanten dan anderen. Anders kan natuurlijke selectie niet optreden om meer individuen te produceren met gunstige eigenschappen en minder met minder bruikbare eigenschappen.