La reazione della comunità scientifica alla pubblicazione dell'Origine delle specie fu immediata. Alcuni biologi sostennero che Darwin non era in grado di dimostrare sperimentalmente le proprie teorie; altri lo criticarono affermando che egli non poteva spiegare né l'origine delle variazioni, né il modo in cui esse vengono trasmesse alle generazioni successive. La risposta a questa seconda obiezione venne all'inizio del XX secolo, con la riscoperta delle leggi di Mendel e i primi esperimenti genetici. Ancora oggi le teorie di Darwin sono soggette a numerose controversie e vengono osteggiate in modo particolare da alcuni ambienti religiosi. La concezione che tutti gli esseri viventi si siano evoluti gli uni dagli altri per mezzo di processi naturali si contrappone, infatti, alla speciale posizione riservata all'umanità secondo la teoria della creazione dell'uomo per volere di un'entità superiore. L'ipotesi di Darwin rappresenta, cioè, una minaccia per il pensiero teologico tradizionale, poiché pone gli esseri umani sullo stesso piano degli altri organismi viventi.
L'insieme di teorie che si ponevano contro le teorie darwiniane andavano sotto il nome di teorie creazioniste.
Reazione di Kelvin
Esistenza dei fossili
Una delle prove fornite da Darwin a sostegno della sua teoria era la presenza di fossili, dai quali era possibile ricostruire forme viventi spesso completamente diverse da quelle attuali. Alcuni geologi del suo tempo, tuttavia, ritenevano che queste prove non fossero abbastanza convincenti. In particolare, nel 1862 il fisico William Kelvin, che come scienziato godeva al tempo di un immenso prestigio, mise in difficoltà Darwin, dimostrando con autorevolezza ma, come oggi sappiamo, erroneamente, che il Sole e, quindi, la Terra (che si è formata dopo il Sole) non potevano essere più vecchi di 24 milioni di anni. Sebbene questa stima fosse considerevolmente migliore della data 4004 a.C., assunta allora dalla gerarchia ecclesiastica come probabile data della creazione, essa non lasciava a Darwin il modo di spiegare l'evoluzione con i tempi e le modalità da lui ipotizzate. L'errore di Kelvin, successivamente chiarito, si basava sull'assunto che il Sole fornisse calore per combustione invece che per fusione nucleare.