Pięć etapów procesu selekcji naturalnej to wariancja, dziedziczenie, selekcja, czas i adaptacja. Każdy krok jest niezbędny do tego procesu, a każdy z nich był obserwowany w przyrodzie, laboratorium lub oba.
Pierwszym elementem doboru naturalnego jest naturalna zmienność wśród organizmów. Wariacje mogą być bardzo subtelne, takie jak niewielka różnica w wzorach kamuflażu lub niewielkie różnice w metabolizmie, ale służy jako surowiec ewolucji. Zmienne cechy muszą być dziedziczne, aby naprawdę podlegać presji selekcyjnej. Cecha jest dziedziczna, jeśli można ją przekazać od rodziców do potomstwa. Dzięki temu dobór naturalny może działać na wielu pokoleniach. Selekcja to trzeci element, który składa się ze zróżnicowanych wskaźników, w których subtelnie różne rodowody rodzą się, przeżywają i umierają. Selektywne naciski odczuwane przez populacje są zwykle słabe z pokolenia na pokolenie, dlatego ważny jest czwarty element, czas. Ewolucja wymaga wielu pokoleń, aby pokazać zauważalne efekty, a nowe cechy wymagają czasu, aby osiągnąć utrwalenie w populacjach. Cechy, które przetrwają proces ewolucji, są na ogół adaptacyjne, co oznacza, że przynoszą korzyść swoim nosicielom. Mnożą się one kosztem mniej korzystnych cech i zwiększają integrującą pulę genów w jej środowisku.
