Los cinco pasos del proceso de selección natural son variación, herencia, selección, tiempo y adaptación. Cada paso es indispensable para el proceso y cada uno se ha observado en la naturaleza, el laboratorio o ambos.
El primer elemento de la selección natural está en la variación natural entre los organismos. La variación puede ser extremadamente sutil, como una ligera diferencia en los patrones de camuflaje o diferencias menores en el metabolismo, pero sirve como materia prima de la evolución. Los rasgos variables deben, para estar verdaderamente sujetos a la presión de selección, ser hereditarios. Un rasgo es hereditario si se puede pasar de padres a hijos. Esto permite que la selección natural funcione en múltiples generaciones. La selección es el tercer elemento, y consiste en las tasas diferenciales a las que los linajes sutilmente diferentes se reproducen, sobreviven y mueren. Las presiones selectivas que sienten las poblaciones suelen ser débiles de una generación a otra, por lo que el cuarto elemento, el tiempo, es importante. La evolución lleva muchas generaciones para mostrar efectos notables, y los nuevos rasgos toman tiempo para lograr la fijación en las poblaciones. Los rasgos que sobreviven al proceso de evolución son generalmente adaptativos, lo que significa que confieren alguna ventaja a sus portadores. Estos proliferan a expensas de rasgos menos ventajosos y aumentan la aptitud inclusiva del acervo genético en su entorno.