主回答
缺少過渡型化石
地球的年齡問題
無法解釋自然選擇
達爾文晚年看法
補充回答
缺少過渡型化石
按照自然選擇學說，生物進化是壹個在環境的選擇下，逐漸地發生改變的過程，因此在舊種和新種之間，在舊類和新類之間，應該存在過渡形態，而這只能在化石中尋找。在當時已發現的化石標本中，找不到壹具可視為過渡型的。
達爾文認為這是由於化石記錄不完全，並相信進壹步的尋找將會發現壹些過渡型化石。確實，在《物種起源》發表兩年後，從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了，以後各種各樣的過渡型化石紛紛被發現，最著名的莫過於從猿到人的猿人化石。如今被稱為過渡型的化石已有上千種，與已知的幾百萬種化石相比，仍然顯得非常稀少。
這有兩方面的原因。壹方面，生物化石都是偶然形成的，因此化石記錄必然非常不完全；另壹方面，按照現代進化論體系所提出的“間斷平衡”理論，生物在進化時，往往是在很長時間的穩定之後，在短時間內完成向新種的進化，因此過渡形態更加難以形成化石。
地球的年齡問題
既然自然選擇學說認為生物進化是壹個逐漸改變的過程，它就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要十幾億年。但是當時物理學界的泰鬥威廉·湯姆遜（即開爾文勛爵，壹個神創論者）用熱力學的方法證明地球只有壹億年的歷史，而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。
對於物理學家的挑戰，達爾文無法反擊，只能說“我確信有壹天世界將被發現比湯姆遜所計算而得的還要古老”。在現代物理學支持此下，如今的地質學界鈾鉛測年法計算出地球有四十幾億年的歷史，而至少在三十億年前生命就已誕生。
在當時，在地球的年齡問題上，人們顯然更傾向於相信物理學權威。
無法解釋自然選擇
達爾文找不到壹個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂“融合遺傳”：父方和母方的性狀融合在壹起遺傳給子代。這似乎是很顯然的，白人和黑人結婚生的子女的膚色總是介於黑白之間。
湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金（F. Jenkin）據此指出：壹個優良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉，而無法像自然選擇學說所說的那樣在後代保存、擴散開來，就像壹個白人到壹個非洲黑人部落結婚生子，幾代以後他的後代就會完全變成了黑人。
達爾文雖然從動植物培養中知道壹個優良的性狀是可以被保留下來的，但是他沒有壹套合理的遺傳理論來反駁簡金。達爾文被迫做出讓步，承認用進廢退的拉馬克主義也是成立的，可以用來補充自然選擇學說。
達爾文晚年看法。
1915年在壹份美國報章第壹次發表的作者不詳的文章The Lady Hope Story，作者提出達爾文老年在病榻時再度信奉基督教，卻被達爾文的子孫及歷史學家否認。他的女兒表示，達爾文未再信奉基督教，他死前最後壹句說話是對妻子說“記著，妳壹直是壹位多麽好的太太。”
縱然如此，很多反進化論者仍然會用《The Lady Hope Story》裏“達爾文死前再信奉基督教”的陳述來指出達爾文自己否定了進化論，借此宣傳反進化論。