关于达尔文的病因有几种不同的看法：第一，达尔文的儿子弗朗西斯认为，达尔文的病是由于先天体质虚弱造成的；第二，有些医生认为，达尔文患的是“神经官能症”或“慢性神经衰弱”；第三，达尔文的父亲认为，达尔文身体内有“体外病原体”，是病原体的原因。当时的医学条件不高，查不出所有的病因。不过，我们认为，达尔文父亲的看法可能性最大。后来，达尔文每逢体质减弱就感到非常难受，并成了惯例，这说明，他的身体里可能真的有病原。
达尔文回到施鲁斯伯里和梅尔，休息了一个月，还去拜访了福克司。在梅尔期间，他首次考察了蚯蚓，并对蚯蚓对土壤形成的作用进行研究。随后，在地质学会，他作了一个《关于腐植土在蚯蚓作用下的形成》的报告。
从航行期间一直到航行后的最初几年这段时间，达尔文首先是一个广义上的“博物学家”，但在地质学方面，他用的时间最多。从航行中，他带回了许多这方面的新东西；所以在短时间内，他才能作很多不同的、饶有兴趣的报告。
这个在地质学方面崭露头角的巨人，渐渐引起地质学会的重视。地质学会邀请达尔文担任学会的秘书，在很长时间内，达尔文都没有答应，他推说自己在地质方面能力不足。其实达尔文是怕秘书工作浪费他的时间，他正准备赶着写作。一直到1838年2月16日，他才接受了这份秘书工作。
在他担任秘书以前，他的《日记》即将出版。收到校样时，他很生气，校样中印错了许多字；但是，当他看到光滑的纸张和清晰的印刷物时，就高兴起来。达尔文是在旅行之前，怎么也没想到自己会成为作家；不过旅行之后，他毫不怀疑自己会成为作家。在外面旅行了五年，把这些经历写出来是最好的方法。
达尔文不打算再用“日记”为书名。1839年，该书第一版是以这样的形式出版的：《皇家军舰‘冒险’号和‘贝格尔’号的勘测航行记》第三卷。达尔文的《日记》是几卷书中的一部分，全套书写的是这两只军舰对南美南岸的调查和“贝格尔”号环球航行的情况。同年，科尔伯重新出版了达尔文的《日记》，取消了第一版的书名，改标题为：《在舰长菲茨·罗伊的率领下，‘贝格尔’号对访问各国的地质学和自然史的考察日记——查理·达尔文著》。封面上还介绍了达尔文的身份——科学硕士、皇家协会会员、地质学会秘书。
1837年冬至1838年期间，达尔文开始考虑他在“贝格尔”号旅行时所搜集的动物学和地质学方面的材料。从福克司那里，达尔文知道了某些动物杂交的情况，便写信给福克司说，有朝一日，自己一定能“在物种和变种这一最复杂的课目中”有所成就。
在动物的笔记记载中，达尔文曾提到绝灭的动物和现代的动物种类之间是有联系的，是繁殖在联系着它们。他在笔记中写道：“如果不改变，它们就会绝灭；物种想不灭亡，只能靠产生出其他的物种。金莱茵特苹果，就是用种子进行繁殖，就可以继续存在，否则的话，就会全部绝灭”。
“金莱茵特苹果”是英国苹果的一个品种，它具有无性繁殖的能力。关于果树品种的永久性问题，著名的植物栽培学家怀特提出了这样的观点：最近几个世纪以来，靠嫁接来繁殖的品种（包括“金莱茵特苹果”）正在绝种；用种子进行繁殖才可以使它们不至于绝灭。达尔文说：“如果在条件发生变化的情况下，一些物种如果不发生变化，那就会绝灭，像无性繁殖而无变化的‘金莱茵特苹果’一样；相反，如果‘金莱茵特苹果’用种子进行繁殖的话，它们就不会彻底灭亡，因为它的物种发生了变异，也就是说产生出了其他的物种。”
地理扩展是现实中的问题，这也为达尔文提供了进化的说明。为什么在某些地区，只存在某些动物，原因是什么呢？为什么袋鼠在澳洲，而羚羊在非洲呢？因为“袋鼠的祖先在澳洲，而羚羊的共同祖先在非洲”。这些都让达尔文考虑到这样一个问题：现代的贫齿动物和绝灭的贫齿动物之间的种属问题。关于这个问题，达尔文的笔记中有记载：“南美洲的大懒兽和现在已经绝灭的犰狳是有血缘关系的。”但是它们绝灭之后，是不是会留下后代呢？这个在他的笔记中也有说明：“物种的情况就是如果个体不能繁殖，就没有后代。”他还用马做了例证：在南美洲，古生的马留下了后代，就是现在的斑马；而马在北美洲却已经绝灭了，没有留下后代。
为什么会绝灭呢？达尔文在笔记中也有提到：“至于说到物种的绝灭，我认为是由于不适应环境造成的。处在有利的条件下，加拉帕戈斯群岛上的反舌鸫大量地繁殖起来；在另一种情况下，鸵鸟的适应性很差，因而必将绝灭。”
达尔文这个博物学家当然知道人是由动物进化来的，但他并没有因此而喜欢野生动物或家养动物的，这和赖尔一样，也不喜欢动物，甚至对动物会产生某种厌恶的情感。
所有生物的历史发展，达尔文都试图用进化论去说明。在对进化论进行总结的时候，他不禁想到了物理学和天文学方面的情况，物理学中的“万有引力”，天文学中的星球是按一定的轨道运行的，这两个观点刚被提出时都遭到了反对，他感觉自己的理论也一定会有反对意见。
这时的达尔文对进化已经没有丝毫怀疑，他认为，研究生物的适应性以及生物的性质、构成和本能，才能弄清进化的原因。达尔文想，如果自己的理论成功，将对科学的进步和发展具有重要意义。达尔文这样写道：“这个理论出现后，将会引发对本能、遗传、智力遗传以及整个形而上学的研究，也将引发对杂交、再生、变化原因的详细考察；之所以研究以上问题，就是为了弄清我们是从哪里来的、向何处发展。”
1838年上半年，对旅行期间所从事的动物学和地质学，达尔文正忙着作总结。这时，身体不适的他决定去剑桥休息一下，到自己的朋友那里住几天。晚上，他住在汉斯罗那里，和往常一样，汉斯罗那里聚集了很多人。借此机会，达尔文拜访了地质学家塞治·威克，认识了教阿拉伯语和犹太语的李教授。
在剑桥的休息的效果很好，达尔文恢复了健康。于是，他决定从格拉斯哥出发到苏格兰去游览一番。在英威涅斯山谷，他研究了罗埃河谷的阶地。这里的天气比令人讨厌的伦敦好多了，那里还有美丽的晚霞。游览苏格兰的大自然景观，达尔文感到特别愉快。
这年夏天，达尔文回到伦敦。关于这些阶地，他在伦敦皇家学会的《会报》上发表了一篇论文。后经证实，这篇文章最后的结论是错误的。后来，对自己在这篇文章所犯的错误，达尔文一直感到羞愧。对他来说，这篇文章也是一个教训，让他知道，任何时候都不能在结论中利用排他的方法。关于罗埃河谷的阶地，劳格、迪克和马卡洛克认为是一些湖泊的沉积物，由于一些山岩和冲积层构成的堤坝形成了这些湖泊。而达尔文认为不是这样，他认为是海的活动形成了这些阶地，并用冰川块构成的堤坝对此作了说明。
七月份的下半月，游览回来的达尔文路过施鲁斯伯里和梅尔，在这里住了几天，又回到伦敦。
在罗埃河谷旅行之后，从巴黎旅行回来的艾玛·维茨沃德和他的妹妹凯瑟琳来看望他。
达尔文下半年开始写珊瑚礁一书。他跟赖尔学了一套新的作息时间：工作两小时——出去转一圈——再工作两小时。而不是像以前一样，一次做半天都不动。
赖尔曾带他去一个叫“雅典神殿”俱乐部，这里有他很感兴趣的科学协会会员。这段时间，达尔文经常在午饭后来这里。
1838年10月，达尔文阅读了马尔萨斯的《人口论》。在这本书中，马尔萨斯说人是按几何级数（如2、4、8、16、32、64……）增长的，而人的生活资料，则是按算术级数（如2、4、6、8、10、12……）增加的。马尔萨斯关于人增长的思想，被达尔文直接应用于动物和植物上，达尔文没有注意到，马尔萨斯的理论只适合按几何级数增长的人类，而不能应用于植物和动物。
他从马尔萨斯那里得到了鼓励，脑海里开始有“物竞天择”的影子。其实，在他的脑海里，适者能被保存的想法早就出现过，在谈论关于鸵鸟的绝灭时，他就这样说过。不过，马尔萨斯的理论在这一时期鼓励了他，让他的这个想法慢慢成形。
达尔文开始的经历就是这样：乘“贝格尔”号旅行；把航行时获得的博物学成果运回来，让专家们对这些收集品进行分类整理并研究；出版旅行时写下的《考察日记》；通过在地质学会作报告，把自己的研究成果介绍给大家；有的时候，会有意识地搜集和记录关于物种起源问题。
