生活目標的更替
達爾文熱愛自然科學、勇於實踐的求知精神，在父親眼裏，卻是背叛家庭的行為。為了使兒子將來能成為一位高明的醫生繼承家業，羅拔·瓦爾寧把16歲的達爾文和他的哥哥一起，都送往愛丁堡學醫去了。
但是，醫學院的生活已經無法改變達爾文自幼培養的興趣和性格了。每當課餘或假日，他就奔向海濱、田野和高山。自然界的蟲魚鳥獸、花草樹木簡直成了他的好朋友。
他很喜歡水生動物，常和同學們一起到紐亥文海邊或淡水湖去。他們和漁民一道撒網捕魚，捕撈牡蠣，並且製成各種標本，帶回來分析研究。
有一次，達爾文利用簡陋的顯微鏡，進行了兩小時的觀察和分析之後，發現了板枝介所產生的帶有鞭毛並能運動的幼蟲，而過去都被研究家們錯誤地認為是板枝介的卵。另一次，他又通過顯微鏡觀察到類似蠕蟲的海蛭的卵衣，而過去曾被人們認為是墨角藻幼齡階段的球狀體。於是，他把這兩項發現寫成兩篇論文，在當時大學生們所組織的自然科學研究團體“普林尼學會”上宣讀，獲得了大家的好評，這使年輕的達爾文受到了極大的鼓舞。
達爾文非常虛心好學。有一次，他聽說一位黑人擅長剝製鳥類標本，就立即前往拜訪和請教。他從黑人老師那兒學會了製作標本的技術，彼此還建立了深厚的感情。
在達爾文17歲那年的暑假裏，他和兩位朋友背上行裝，穿越北威爾士，作了一次長途徒步旅行。他們每天走三十英裏路，有時還攀登積雪的高山，常常累得喘不過氣來，可是達爾文的心情卻格外舒暢，他和朋友們捕獲和采製了很多不常見的鳥雀和植物標本。
醫學院的兩年過去了。
父親看到兒子的“習性”不改，非常惱怒，又把達爾文送進英國劍橋大學的基督教學院去學神學。
羅拔·瓦爾寧要達爾文專攻神學，目的在於使兒子成為高貴的牧師。但是達爾文卻想，將來當了鄉村牧師，倒可以借著閑暇的時間，去探索生物界的秘密。
神學院的生活開始了。有次上課，一個學生站起來問道：“老師，世界上各種各樣的生物是怎樣來的呢？它們之間有什麼關係嗎？”牧師莊重地回答：“世界上的一切生物都是上帝按一定的目的創造出來的。比如貓吧，被造出來是為了吃老鼠，而創造老鼠也正是為了給貓充當食物。這些動物，乃至世上的萬物都是不會變化的。你們看，上帝的智慧是多麼至高無上啊！”
這是達爾文從小就聽煩了的陳詞濫調，他覺得毫無興趣。所以，課餘時間他常常去找自然科學家，和他們一起談心，散步，做實驗，討論他真正關心的科學問題。在科學家們的關懷和指導下，達爾文學到了豐富的知識。同時，在神學院的三年中，他對昆蟲學的愛好也更加強烈了。不論嚴寒酷暑，風霜雨雪，都無法阻止他的腳步，許多地方都留下了達爾文考察活動的足跡。
達爾文在自傳中津津樂道地記敘了一個有趣的故事：“有一天，我正在為搜集昆蟲標本而剝削老樹皮的時候，突然看見了兩隻珍奇的甲蟲，立刻用兩手分別逮住了它們，正在這時候，我又發現了第三隻從未見過的甲蟲，真舍不得失去這寶貴的機會啊！我馬上把右手裏的那一隻甲蟲砰的一下放進嘴裏。哎呀！它分泌了一股辛辣的液汁，辣得我的舌頭發燒，使我不得不把它吐出來，它跑掉了，而第三隻甲蟲也沒捉到。”
小小的故事生動地反映了達爾文是多麼熱衷於生物學的研究，多麼珍惜每一次科學實踐啊！
1831年，22歲的達爾文從劍橋大學畢業，獲得了牧師的職位。但是，他的全部感情和誌向卻集中在生物學和礦物學上了。五年的大學生活，使達爾文更加熱愛自然科學。由於他長期注意實踐，堅持自學，虛心求教，因此不僅掌握了比較堅實的科學基礎知識，而且具備了一定的獨立從事科學研究和分析問題的能力，為他參加環球考察創造了良好的條件。
遠洋航行
有一天，達爾文剛剛結束了一次科學考察歸來，妹妹遞給了他一封信。
達爾文拆開一看：啊！它帶來了多麼令人高興的喜訊！他在劍橋大學的老師漢斯羅在信中告訴他，“貝格爾”艦上需要一位博物學者。漢斯羅認為達爾文很適合擔任這項工作，就推薦了他。原來，達爾文邁出劍橋校門的時候，正是英國完成工業革命的時期。英國政府為了進一步掠奪殖民地，尋找更多的資源和擴大市場，決定派“貝格爾”艦到世界各地做環球考察。得到這個消息的時候，達爾文心裏再也無法平靜了。