Il profite des multiples escales du bateau pour étudier la nature et les espèces vivantes des différents milieux qu’il visite. 
C’est en remarquant les différences entre les tortues géantes qui peuplent les différentes îles de cet archipel qu’il élaborera, dans les années 1850, sa célèbre théorie de l’évolution.
Arrivé aux îles Galapagos en 1835, il consigne toutes ses observations dans des carnets. 