Charles Darwin nasceu na casa da sua família em Shrewsbury, Shropshire, Inglaterra, a 12 de Fevereiro de 1809. Ele foi o quinto dos seis filhos do médico Robert Darwin e sua esposa Susannah Darwin. Esta morreu quando ele tinha apenas oito anos. No ano seguinte, em 1818, Darwin foi enviado para a escola Shrewsbury. Ali, ele só se interessava em coleccionar minerais, insectos e ovos de pássaros, caça, cães e ratos.
Em 1825, depois de passar o verão como médico aprendiz ajudando o pai no tratamento dos pobres de Shropshire, Darwin foi estudar medicina na Universidade de Edimburgo. Contudo, a sua aversão à brutalidade da cirurgia da época levou-o a negligenciar os seus estudos médicos. Na universidade, ele aprendeu taxidermia com John Edmonstone, um ex-escravo negro, que lhe contava muitas histórias interessantes sobre as florestas tropicais na América do Sul. No segundo ano, Darwin tornou-se um activo participante de sociedades estudantis para naturalistas. Durante esta época, ele foi pupilo de Robert Edmund Grant, um pioneiro no desenvolvimento das teorias de Jean-Baptiste Lamarck e do seu avô Erasmus Darwin sobre a evolução de características adquiridas. Tomou parte das investigações de Grant a respeito do ciclo de vida de animais marinhos. Tais investigações contribuíram para a formulação da teoria de que todos os animais possuem órgãos idênticos e diferem apenas em complexidade. No curso de história natural de Robert Jameson, ele aprendeu geologia estratigráfica. Mais tarde, foi treinado na classificação de plantas enquanto ajudava nos trabalhos com as grandes colecções do Museu da Universidade de Edimburgo.
Em 1827, o seu pai, decepcionado com a falta de interesse de Darwin pela medicina, matriculou-o num curso de Artes na Universidade de Cambridge para que ele se tornasse um clérigo. Nesta época, eles tinham uma renda que lhes permitia uma vida confortável e muitos eram naturalistas uma vez que, para eles, "explorar as maravilhas da criação de Deus" era uma das suas obrigações. Em Cambridge, entretanto, Darwin preferia cavalgar a estudar. Passava muito do seu tempo coleccionando besouros com o seu primo William Darwin Fox. Este apresentou-o ao reverendo Henslow, professor de botânica e especialista em besouros que, mais tarde, viria a tornar-se o seu tutor. Darwin ingressou no curso de história natural de Henslow e se tornou um dos seus alunos favoritos. Durante este período, Darwin interessou-se pelas ideias de William Paley, em particular, a noção de projecto divino na natureza.
Seguindo os conselhos e exemplo de Henslow, não se apressou em ser ordenado. Inspirado pela narrativa de Alexander von Humboldt, ele planejou juntar-se a alguns colegas e visitar a Tenerife para estudar história natural dos trópicos. Como preparação, Darwin ingressou no curso de Geologia do reverendo Sedgwick, um forte proponente da teoria de projecto divino, e viajou com ele como um assistente no mapeamento estratigráfico no País de Gales. Contudo, os seus planos de viagem à Ilha da Madeira foram subitamente desfeitos ao receber uma carta que lhe informava a morte de um dos seus prováveis colegas de viagem. Outra carta, entretanto, recebida ao retornar para casa, o colocaria novamente em viagem. Henslow havia recomendado que Darwin fosse o acompanhante de Robert FitzRoy, capitão do barco inglês HMS Beagle, numa expedição de dois anos que deveria mapear a costa da América do Sul. Isto dar-lhe-ia a oportunidade de desenvolver a sua carreira como naturalista. Esta viria a tornar-se uma expedição de quase cinco anos que possuiria um profundo impacto em muitas áreas da Ciência.
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