Variações naturais, também conhecidas como variações genéticas, são mutações que ocorrem aleatoriamente durante a divisão das células sexuais. Essas variações levam a diferentes fenótipos que alteram a capacidade de uma prole de sobreviver e atingir a maturidade sexual.
Quando uma variação genética dá à descendência uma vantagem competitiva sobre suas contrapartes, ela é geneticamente mais adequada. Um exemplo clássico são os tentilhões darwinianos. Dependendo do tipo de alimento disponível, diferentes formatos de bico levam a uma maior aptidão e capacidade reprodutiva. Conforme as fontes de alimento mudam, a aptidão relativa de cada formato de bico também muda, levando indivíduos com formato de bico diferente a atingir a maturidade sexual. Esses indivíduos passam seus genes adiante, levando a uma mudança geral no formato do bico na espécie.