Outro importante trabalho de Darwin, A origem do homem e a seleção relacionada ao sexo, publicado em 1871, aborda uma variedade da seleção natural: a seleção sexual. Enquanto a seleção natural leva a uma adaptação do organismo ao meio em que vive, aumentando sua chance de sobrevivência, a seleção sexual relaciona-se com a adaptação do organismo às suas necessidades de obter um parceiro, garantindo sua reprodução.Em muitas espécies de vertebrados, por exemplo, são as fêmeas que selecionam os machos, e o papel do macho é ser o mais atraente possível. Em aves, geralmente os machos apresentam plumagem mais colorida e vistosa do que as fêmeas e se exibem para elas em elaborado ritual, como é o caso das aves-do-paraíso. Essas aves constituem um exemplo real da teoria de seleção sexual proposta por Darwin.
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Entre os mamíferos pode ocorrer luta entre machos na disputa pela fêmea. Além disso, em muitos casos as fêmeas ainda decidem se ficam ou não com o vencedor da batalha. Ocorre, assim, uma seleção sexual em que os machos que apresentam características mais vantajosas para a reprodução são positivamente selecionados e, com isso, passam essas características aos descendentes.
