从1842到1844年间，达尔文孜孜不倦地对物种问题进行研究。他认为不管1842年《概要》的思想和为了证明理论而指出的丰富的事实多么丰富，也还只不过是未来着作最初的提要或草稿。它不应当停留在这种粗糙的、不便于读者阅读的水平上。因此，达尔文考虑到他的复杂的理论只能从深入研究它的各个方面获得成功，从而认为有条理地和更全面地陈述自己的理论对他本人来说仍然是必要的。他写了新的概要，其含量比1842年《概要》大约增加了三倍，并且仔细地进行了誊清，特别是扩大了自然选择和生物的地理分布那几节。在写完这部着作之后，他明白了这个问题是多么重要，虽然他的理论面临各种困难，但他越来越相信它的正确性。
他认为，有威望的博物学家接受这个理论是科学上的巨大进步。但他同时也感觉到，他的结论与大多数学者的意见和看法相距甚远，他的进化思想与他们格格不入，如果现在出版自己的《概要》他就会孤掌难鸣。
达尔文在1844年《概要》中指出，虽然遗传性观点广泛地传开了，但这个问题是复杂的，并不是生物在一生中所获得的一切都能遗传下来。例如，由于疾病影响而造成的残废而导致结构上的突然变化是不会遗传的。有一些类型，遗传倾向在加剧(垂紫杉)，另一些类型在减弱(垂柳)。他接着指出了由人类选择种畜的重要性和隔离的意义，即防止同不良的个体和品种进行交配的作用。他还指出了采用选择的实际操作者在工作中的困难和细微之处，指出了在很多代期间进行育种的必要性。他强调指出，人不会创造出各种变化，只会把“自然界恩赐的礼品”合并和联合在一起。除了达尔文生活的那个时代所特有的系统选择以外，他还详细地叙述了人类在成千上万年间进行的“不自觉的选择”。他在这方面引证了对野蛮人部族的考察，包括对火地岛上的人的考察。他把对“物种起源”起的某种作用也归之于杂交的内在过程。
由于他了解大量实用文献，所以能够很准确地把当时实践家所共知的两个外形截然不同的种族或品种在第一代和以后各代杂交的结果总结为一定的公式：“如果使两个外形截然不同的种族彼此进行杂交，那么其后代的第一代多少有点像双亲中的某一个，或者完全具有介乎二者之间的外貌，或者有时在某种程度上具有新的形状。第二代和以后几代，在一些个体同另一些个体相比较时，其外形往往发生急剧的变化，其中很多代几乎又回到它们始祖的形态。”令人惊奇的是，这一公式如此准确地总结出经过五十多年后才由遗传学建立起来的那些规律性。遗传学是从许多有系统地进行的实验中发展起来的。
达尔文在专门叙述动物地理学的那一章中，关于把陆地分成两个、三个和四个动物地理区的理论同样是相当独到的。正是在1844年《概要》中达尔文提出了与众不同的见解，这对于说明冰川时期各个不同山峰上的高山植物区系断断续续的分布情况，对于说它们同北极植物区系有相似之处，具有很大的理论意义。
1844年《概要》的作者具有远见卓识和高度的洞察力。
《概要》中最令人感到惊奇的是，达尔文总能把他对待科学的审慎态度，同他的勇往直前、敢攀高峰、丰富而又严谨的科学想像力结合在一起。
继《“贝格尔”号的地质学》第二卷之后，达尔文着手写第三卷。该卷的头两章——《关于南美洲东岸的上升》和《关于南美洲西岸的上升》——写得特别出色。在这里，对南美大陆海洋地质的详细研究合成一个逻辑性严密的整体。达尔文从东岸陆地在最新纪首先在上升度较小的内格罗河边上升的证据谈起，继而向南，从南纬33°40′到53°21′(即在一千多地理里的距离上)不断增高。沿着大陆的整个海岸，在几英尺到四百一十英尺的高度上，达尔文找到了现在仍然生活在临海的软体动物的外壳。十分有趣的是，这些外壳分散在同一高度上走向很远的平地和阶地。但是，在有现代软体动物生存的整个期间，陆地上升时期大概是相当长的，因为达尔文在布兰卡港和圣胡立安海湾找到的与这些软体动物同时生存的哺乳动物化石同属于灭绝的物种。
“贝格尔”号考察队对围绕在圣克鲁斯河上游河谷周围的阶地所做的一些断面剖析研究表明，阶地或者平地曾存在于大陆的深处。这证明了大陆的普遍上升占有很大的空间，并且在海岸受到经常的剥蚀深入陆地时，这种上升时常被长期的静止状态所中断。阶地的迹象和阶地的峭壁，与现代海岸的峭壁有着同样的性质。
关于静止期间海岸上升是不是突然的、灾变的，或者是缓慢的、逐渐的问题，被达尔文出色解决了，这对第二种假设有利。他对沿着圣克鲁斯河入海处及在此以南到福克兰群岛海岸的各种深度海底的研究清楚地表明，海底的卵石随着深度和离海岸距离的增加，在数量上迅速而有规律地减少。
如果上升是突然的，我们就会看到斜坡上出现砾石的情景，但是，在那时没有发现卵石的数量有任何减少。这是同陆地逐渐地、不大明显地上升的理论是比较一致的。这样，达尔文就驳斥了着名的灾变论者道比尼所竭力证明的美洲各海岸是突然上升的观点。
该书中阐述了对岩石进行的详细考察，对矿物的产生进行了颇有创见性的分析。
在该书中有达尔文坚决摒弃任何具有引用圣经和宗教观念的形式的说明。
达尔文还写了另一本专着《蔓足亚纲动物专集》。蔓足类，或蔓足亚纲蟹，是极为特殊的。这些大海生形态的幼虫，对于低级的甲壳纲来说，是所谓无节幼虫典型的六条腿浮游形态。这个无节幼虫后面长了很多小腿，后来变为蔓足亚纲更为复杂的幼虫，幼虫增加了两片鳞，好像一个介形目的小蟹。这个幼虫用它的触须固定在任何一个培养基上，并再次蜕变为成年的“固定”动物，也就是牢牢地固定在培养基上的动物。躯体上的小腿长成触须一般，该类的名称“蔓足亚纲”就是由此而来。而有些类型则好像被小塔一般的石灰质薄片围绕起来。在激浪地带，被大量胶状物质固定在陡峭的海岸上的海中橡实就是这样。为了弄清他所发现的新蔓足动物的构造，为了做出比较，达尔文开始解剖和研究整个一类。这部着作花了他整整八年细致而顽强的劳动。
达尔文的孩子们习惯把父亲看做一个忙于制造海生橡实的人。其中有一个孩子问他们的一位邻居：“您在哪里制造您的海生橡实呢？”他天真地认为，不仅他父亲，任何其他人都要研究这个。
达尔文研究蔓足亚纲动物，是从1846年10月开始的。从前他在智利海岸边时，发现一种极其稀有的类型，它在茗荷状螺的壳上钻孔，寄居其中，它的形状完全不同于蔓足亚纲的其他各种，因此达尔文不得不单独把这个类型分离出来，另立一个新的亚目。不久以前，在葡萄牙的海滩上，有人发现一个类似的钻孔寄居的属。为了搞清楚新发现的蔓足类新种的构造，达尔文感到必须去研究和解剖许多普通的类型，就这样他把全部蔓足亚纲动物都研究了一遍。出版了两大卷记述现存的所有各种蔓足亚纲动物的厚书，还出版了两卷记述化石蔓足亚纲动物的四开本较薄的大书。
达尔文认为他在《蔓足亚纲动物专集》方面的研究工作有相当的价值。因为他除了记述几个奇异的新类型以外，还查明了它们身体各部分的同源：发现了胶器，不过在胶腺方面犯了严重的错误；最后还证明了其中几个属具有微小的外雄体，它们寄生在雌雄同体的个体内。后面这个发现，最后获得了完全的证实。蔓足亚纲动物包括的种群极不相同，很难加以分类。达尔文的这种工作，对他在《物种起源》一书中探讨分类原理，有相当的助益。