达尔文发表《物种起源》时，人们对物种性状在世代之间传递规律的认识是错误的，达尔文也不能幸免。因此在达尔文生物演化理论中遗传机制是错误的。随着孟德尔遗传学的再发现和细胞生物学的发展，人们对遗传有了正确的认识，也就有了对达尔文演化理论中错误内容的修订。德国科学家魏兹曼（Weismann，1834－1914）对达尔文演化论进行了第一次修订，他还提出只有germ cells（生殖细胞）负责生殖，它不受环境、学习以及你形态改变的影响的；，而somatic cells（体细胞）执行身体的其他功能，它们有可能在整个生物成长发育的过程当中发生改变，环境会刺激它一些改变，但是这一改变是不可能遗传到下一代的；他甚至用实验来证明后天获得的性状是不可能遗传的。他特别强调自然选择，认为生物的所有性状都能归结于自然选择。 随着分子生物学的发展，人们知道了遗传物质及其复制的机制，也就知道了遗传变异的机制。20世纪50年代研究生物演化理论的先驱们，如Sewall G. Wright (1889-1988)、Ronald A. Fisher (1890-1962)、John B.S. Haldane (1892-1964)、Theodosius G. Dobzhansky (1904-2005)、George L. Stebbins (1906-2000) 等将遗传学和统计学等方面紧密结合起来研究演化，开创了群体遗传学，并研发出各种模型来定量地“测量”基因突变、自然选择、个体的迁徙、遗传漂变以及交配系统对生物演化的具体影响。人们将这些科学家对达尔文演化理论的修订成为第二次修订。