儿童时代的达尔文是个话语不多、喜欢沉思、顽皮淘气而又富于幻想和恶作剧的男孩。一次，达尔文把家里一棵苹果树上的苹果摘光了，然后把苹果藏到花园里。过了一会儿，他跑到父亲那里报告，说他终于发现了被盗水果藏的地方。
达尔文从小就有强烈的搜集欲。他喜欢搜集和研究各种小石子、钱币、贝壳、雀蛋、印鉴、邮票、风干了的植物和死了的虫子等。对昆虫，他尤其喜爱。有一次，达尔文剥开一片老树皮，发现两只从来没有见过的甲虫，他惊喜万分，马上一手捉了一只。谁知这时候从旁边的树皮里钻出来一只更奇异的甲虫。达尔文又想抓这只甲虫，但又舍不得丢掉已经到手的两只甲虫，怎么办呢？他灵机一动，立即把右手的那只甲虫放到嘴里，想腾出手来捉新的。突然他大叫一声，赶紧吐出口中的甲虫。原来那只甲虫分泌出一种毒汁，刺得他的舌头钻心似地疼痛。对达尔文来说，整个世界就是一个大问号，要探索、思考的事情实在太多了。他常常边观察边沉思，甚至忘记了危险。有一次，他在一个古代城堡上散步，像往常一样陷入了沉思。他心不在焉地迈动着缓慢的脚步，突然一脚踩空，从城垛上跌了下来。
1818年，他被送到一所教会学校去读寄宿，利奇菲尔德大教堂的神父做他们校长，他的教义和课程犹如死水一潭让达尔文十分反感。在这所学校里，他只是一名成绩低下的落后生。他时常从学校溜出来，有时去郊外打鸟，有时跑回家去逗弄小狗，继续搜集各种各样的东西。他还同他哥哥一道，通过父亲的帮助和支持，在花园一间小棚子里建了一座简陋的化学实验室，他们搜集了许多瓶瓶罐罐，又专心阅读了亨利和派克的《化学问答》一书，然后经常在实验室里工作到深夜，制造各种气体和化合物。不料这事后来被校长知道了，他当着全校师生的面训斥达尔文目无校规！说他“胡闹、智力平庸、不求上进，是个不可救药的学生”。并坚持要达尔文退学。当父亲把他从学校领回家后，也气愤地骂他只知道打猎、养狗、捉老鼠、抓小鸟、编谎话等，是个不争气的孩子，说他这样下去，将辱及自己和整个家庭。
然而幸运的是，达尔文有一个好母亲苏珊娜。她是一个有见识、有教养的妇女。从达尔文一岁起，苏珊娜就开始对孩子进行启蒙教育，教他唱儿歌，给他讲故事，带他去花园散步。达尔文家的花园，一向是孩子们的乐园。在这里，小达尔文的一切爱好都得到母亲的支持和欣赏。她一点一滴地教他认识和观察花草，告诉他怎样根据花蕊来识别花草，怎样记住各种花草和树木的名称。有时，小达尔文还跟着父母坐马车去郊外采集花草。在这样的环境熏陶和教育下，达尔文从小就喜欢大自然，知识领域也不断扩大。
苏珊娜很懂得爱护儿童的好奇心，每逢孩子们提出稀奇古怪的问题，她总是耐心地进行解答，从来不对他们提出的“傻”问题横加指责。一次，苏珊娜给树苗培土，达尔文问：
“妈妈，你为什么要给树苗培土？”在得到满意回答后，他又提出一连串的问题：
达尔文问：“妈妈，泥土能长树苗，能不能长出小狗来？”
“不能呀！”妈妈笑着说，“小狗是狗妈妈生的，不是泥土里长出来的”。
达尔文又问：“我是妈妈生的，妈妈是姥姥生的，对吗？
那最早的妈妈又是谁生的呢？”
“是上帝！”
“那上帝是谁生的呢？”
妈妈答不上来了。可她对达尔文说：“孩子，世界上有好多事情对我们来说都是个谜，我希望你长大了自己去找答案，做一个有出息、有学问的人。”
达尔文深深记住了母亲的话，他16岁到爱丁堡大学学医，后来考入剑桥大学学神学。22岁时，他以博物学家的身份乘“贝格尔号”勘探船进行了历时五年的环球旅行，观察和搜集了动植物和地质等方面的大量材料，经过归纳整理和综合分析，提出和著述了生物进化的理论。1859年，达尔文出版了《物种起源》一书，全面提出以自然选择为基础的进化学说，震动了当时的学术界，成为生物学史的一个里程碑。