Màu sắc động vật đã cung cấp
bằng chứng ban đầu quan trọng về tiến hóa qua
chọn lọc tự nhiên, vào thời điểm có rất ít bằng chứng trực tiếp. Ba chức năng chính của màu sắc được phát hiện vào nửa sau của thế kỷ 19 và sau đó được sử dụng làm
bằng chứng của quá trình chọn lọc:
ngụy trang (màu sắc ngụy trang),
bắt chước (bao gồm cả
bắt chước kiểu Bates và
kiểu Müller) và
tín hiệu xua đuổi.Cuốn sách
Nguồn gốc các loài của
Charles Darwin được xuất bản năm 1859, lập luận từ bằng chứng gián tiếp rằng quá trình chọn lọc của các nhà lai tạo có thể tạo ra sự thay đổi, và rằng, vì rõ ràng có một cuộc đấu tranh để tồn tại nên chọn lọc tự nhiên phải diễn ra. Nhưng ông thiếu một lời giải thích cho
biến dị di truyền hay cho
di truyền, khi cả hai đều cần thiết cho học thuyết. Theo đó, nhiều
lý thuyết thay thế đã được các nhà sinh vật học đề xuất, đe dọa làm suy yếu học thuyết tiến hóa của Darwin.Một số bằng chứng đầu tiên được các nhà tự nhiên học
Henry Walter Bates and
Fritz Müller, những người cùng thời với Darwin, cung cấp. Họ mô tả các hình thức bắt chước hiện mang tên của họ, dựa trên những quan sát của họ về các loài bướm nhiệt đới. Những kiểu màu có tính đặc trưng cao này dễ dàng được giải thích bằng chọn lọc tự nhiên, vì những loài săn mồi như
chim săn mồi bằng mắt thường sẽ bắt và giết những con côn trùng bắt chước kém. Nhưng các loại họa tiết khác thì khó giải thích.Những người theo học thuyết Darwin như
Alfred Russel Wallace và
Edward Bagnall Poulton, và trong thế kỷ 20 như
Hugh Cott và
Bernard Kettlewell, tìm ra bằng chứng cho thấy quá trình chọn lọc tự nhiên đang diễn ra. Wallace lưu ý rằng khả năng
ngụy trang tuyết, đặc biệt là bộ lông thay đổi theo mùa, gợi ý một lời giải thích rõ ràng về sự thích nghi để ngụy trang. Cuốn sách năm 1890 của Poulton,
The Colours of Animals, được viết trong
thời kỳ suy yếu tồi tệ nhất của học thuyết Darwin, đã sử dụng tất cả các dạng màu sắc để lập luận ủng hộ chọn lọc tự nhiên. Cott đã mô tả nhiều kiểu ngụy trang. Đặc biệt, những bức vẽ của ông về
màu sắc gây nhiễu trùng hợp ở ếch đã thuyết phục các nhà sinh vật học khác tin rằng những đặc điểm ngụy trang này là kết quả của chọn lọc tự nhiên. Kettlewell đã tiến hành thí nghiệm về sự
tiến hóa của Biston betularia, cho thấy rằng loài này có sự thích nghi khi
ô nhiễm làm thay đổi môi trường. Điều này cung cấp bằng chứng thuyết phục cho học thuyết tiến hóa của Darwin.