В 1809 г. вышла книга Ламарка «Философия зоологии», в которой была изложена первая целостная теория эволюции органического мира. Ламарк в этой книге дал ответы на вопросы, стоящие перед эволюционной теорией, путем логических выводов из некоторых принятых им постулатов. Он впервые выделил два самых общих направления эволюции: восходящее развитие от простейших форм жизни к все более сложным и совершенным и формирование у организмов приспособлений в зависимости от изменений внешней среды (развитие "по вертикали" и "по горизонтали"). Ламарк был одним из первых естествоиспытателей, которые развили идею эволюции органического мира до уровня теории.

По мнению Ламарка, процесс исторического развития живых организмов носит поступательный характер, развитие идет от простого к сложному. Он приходит к выводу о нереальности вида, считая, что виды постоянно изменяются, превращаясь в новые, более совершенные.

Ламарк допускал, что изменения внешней среды всегда вызывают адекватные изменения организмов. Приспособительный характер изменений он объяснял внутренним стремлением организмов к совершенствованию, к прогрессивному развитию. Под влиянием внешней среды (основного источника изменения живого - фактора эволюционного процесса) на те или иные органы животного или растения происходят их изменения. При этом как формируются новые структуры, так и исчезают ненужные, в результате появляются заметные различия между особями одного и того же вида. По мнению Ламарка, в измененных условиях среды у организмов возникают новые потребности, новые формы поведения, которые вызывают изменения в интенсивности упражнения органов, а значит, степени их развития или редукции. Если индивидуальные изменения повторяются в ряде поколений, то они при размножении передаются по наследству потомкам. Например, развитие плавательных перепонок у водоплавающих птиц, форма тела у камбалы, длинная шея и ноги у жирафа.

Главными факторами изменчивости видов Ламарк считал влияние внешней среды и упражнение или неупражнение органов. Он выделил две формы изменчивости:

1) прямую непосредственную изменчивость растений и животных под влиянием внешних условий;

2) косвенную изменчивость высших животных, имеющих развитую нервную систему, с участием которой воспринимается воздействие условий существования.

Решая вопрос о дальнейшей судьбе сформировавшихся органов или структур, Ламарк формулирует два положения, которые возводит в ранг законов: 1) активно используемый орган усиленно развивается, а ненужный исчезает; 2) изменения, приобретенные организмами при активном использовании одних органов и неиспользовании других, сохраняются у потомства.

Однако он не смог объяснить механизмы эволюционного процесса, приводящие к возникновению новых видов, и решить вопрос о взаимосвязи наследственности и изменчивости организмов. Рассуждения Ламарка содержали ошибку, которая заключалась в простом факте: приобретенные признаки не наследуются. В конце XIX в. немецкий биолог Август Вейсман поставил известный эксперимент - на протяжении 22 поколений отрезал хвосты подопытным мышам. И все равно новорожденные мышата имели хвосты ничуть не короче, чем их предки.