W teorii ewolucji adaptacja to biologiczny mechanizm, za pomocą którego organizmy dostosowują się do nowych środowisk lub do zmian w obecnym środowisku. Chociaż naukowcy omawiali adaptację przed XIX w., Dopiero wtedy Charles Darwin i Alfred Russel Wallace opracowali teorię doboru naturalnego.

Wallace uważał, że ewolucja organizmów była w jakiś sposób związana z adaptacją organizmy na zmieniające się warunki środowiskowe. Rozwijając teorię ewolucji przez dobór naturalny, Wallace i Darwin wyszli poza prostą adaptację, wyjaśniając, w jaki sposób organizmy przystosowują się i ewoluują. Ideą doboru naturalnego jest to, że cechy, które można przekazać, pozwalają organizmom lepiej przystosować się do środowiska niż inne organizmy tego samego gatunku. Umożliwia to lepsze przetrwanie i rozmnażanie w porównaniu z innymi członkami gatunku, co prowadzi do ewolucji.

Organizmy mogą dostosowywać się do środowiska na różne sposoby. Mogą przystosować się biologicznie, co oznacza, że zmieniają funkcje organizmu. Przykład biologicznej adaptacji można zobaczyć w ciałach ludzi żyjących na dużych wysokościach, takich jak Tybet. Tybetańczycy dobrze się rozwijają na wysokościach, na których poziom tlenu jest nawet o 40 procent niższy niż na poziomie morza. Oddychanie tak rozrzedzonym powietrzem powodowałoby choroby większości ludzi, ale ciała Tybetańczyków ewoluowały w zakresie chemii ich ciała. Większość ludzi może przeżyć na dużych wysokościach przez krótki czas, ponieważ ich ciała podnoszą poziom hemoglobiny, białka transportującego tlen we krwi. Jednak stale wysokie poziomy hemoglobiny są niebezpieczne, więc podwyższony poziom hemoglobiny nie jest dobrym rozwiązaniem dla przetrwania na dużych wysokościach w dłuższej perspektywie. Wydawało się, że Tybetańczycy wyewoluowali mutacje genetyczne, które pozwalają im znacznie skuteczniej wykorzystywać tlen bez konieczności stosowania dodatkowej hemoglobiny.

Organizmy mogą również wykazywać adaptację behawioralną. Jednym z przykładów adaptacji behawioralnej jest to, jak pingwiny cesarskie na Antarktydzie gromadzą się razem, aby dzielić się ciepłem w środku zimy.

Do naukowców, którzy badali adaptację przed opracowaniem teorii ewolucji, należał Georges Louis Leclerc Comte de Buffon. Był francuskim matematykiem, który wierzył, że organizmy zmieniają się w czasie, dostosowując się do środowiska ich położenia geograficznego. Inny francuski myśliciel, Jean Baptiste Lamarck, zaproponował, że zwierzęta mogą się przystosowywać, przekazywać swoje przystosowania potomstwu, a zatem ewoluować. Podany przez niego przykład wskazywał, że przodkowie żyraf mogli przystosować się do niedoboru pożywienia z niskich drzew, wyciągając szyje, aby sięgnąć wyższych gałęzi. Według Lamarcka potomstwo żyrafy, która wyciągnęła szyję, odziedziczyłoby wtedy nieco dłuższą szyję. Lamarck wysunął teorię, że zachowania nabyte w ciągu życia żyrafy wpłyną na jej potomstwo. Jednak była to koncepcja doboru naturalnego Darwina, w której korzystne cechy, takie jak długa szyja u żyraf, przetrwały nie dzięki zdobytym umiejętnościom, ale dlatego, że tylko żyrafy, które miały wystarczająco dużo czasu szyje, aby się wyżywić, przeżyły wystarczająco długo, aby się rozmnażać. Zatem dobór naturalny zapewnia bardziej przekonujący mechanizm adaptacji i ewolucji niż teorie Lamarcka.