Evolusi
Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebab evolusi. Kajian catatan fosil dan keanekaragaman hayati organisme-organisme hidup telah meyakinkan para ilmuwan pada pertengahan abad ke-19 bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu. Namun, mekanisme yang mendorong perubahan ini tetap tidaklah jelas sampai pada publikasi tahun 1859 oleh Charles Darwin, "On the Origin of Species" yang menjelaskan dengan detail teori evolusi melalui seleksi alam. Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah. Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern, yang menghubungkan "satuan" evolusi (gen) dengan "mekanisme" evolusi (seleksi alam). Kekuatan penjelasan dan prediksi teori ini mendorong riset yang secara terus menerus menimbulkan pertanyaan baru, di mana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan secara lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi.
Fosil peralihan
Teori keseimbangan bersela yang dikembangkan oleh Stephen Jay Gould dan Niles Eldredge dan pertama kali dikemukakan pada tahun 1972 seringkali secara keliru disertakan dalam perbincangan mengenai fosil peralihan. Pada kenyataannya, teori ini hanya membahas peralihan yang terdokumentasi dengan baik dalam satu taksa atau antara taksa yang berkaitan dekat pada periode waktu yang secara geologis pendek. Peralihan ini, biasanya terlacak dalam banyak singkapan geologis, seringkali menunjukkan lompatan-lompatan kecil dalam morfologi antara perpanjangan periode kestabilan morfologi. Untuk menjelaskan lompatan-lompatan ini, Gould dan Eldredge menggambarkan kestabilan genetis pada periode yang relatif lama yang dipisahkan oleh beberapa periode evolusi yang cepat. Gould memberikan komentar berikut mengenai para kreasionis yang menyalahgunakan karyanya untuk membantah keberadaan fosil peralihan: