Hành trình thứ hai của tàu HMS Beagle, từ ngày 27 tháng 12 năm 1831 đến ngày 2 tháng 10 năm 1836, là chuyến thám hiểm thứ hai của tàu HMS Beagle, dưới quyền thuyền trưởng Robert FitzRoy, người tiếp quản quyền chỉ huy con tàu sau khi vị cựu thuyền trưởng trước đó tự sát. FitzRoy đã cân nhắc về việc chiêu mộ một chuyên gia địa chất học, ông tìm kiếm một nhà tự nhiên học lịch lãm để đồng hành và thêm một cánh tay đắc lực vào đoàn. Sinh viên trẻ đã tốt nghiệp tên Charles Darwin đã ước mơ được nhìn thấy vùng nhiệt đới trước khi trở thành một viện trưởng và chộp lấy cơ hội này. Darwin bị ảnh hưởng rất nhiều bởi cuốn Principles of Geology của Charles Lyell trong chuyến hành trình. Vào cuối cuộc thám hiểm, Darwin đã thành danh với tư cách là một nhà địa chất học và nhà sưu tầm hóa thạch, việc xuất bản cuốn nhật ký The Voyage of the Beagle đã giúp ông trở nên nổi tiếng với tư cách là một nhà văn.Beagle vượt qua Đại Tây Dương, và sau đó thực hiện các cuộc khảo sát thủy văn kĩ lưỡng xung quanh đường bờ biển phía Nam của Nam Mỹ, ghé thăm Tahiti và Úc sau khi đi vòng quanh Trái đất. Cuộc thám hiểm ban đầu được lên kế hoạch kéo dài 2 năm, nhưng cuối cùng lại thành ra 5 năm.Darwin dành phần lớn thời gian khám phá trên cạn: 3 năm và 3 tháng trên đất liền, 18 tháng trên biển.[1] Đầu hành trình, ông quyết định sẽ viết một cuốn sách về địa chất, và bộc lộ tài năng suy đoán xuất sắc. Tại Punta Alta, ông đã phát hiện nhiều mẫu hóa thạch thú có vú khổng lồ đã tuyệt chủng, những loài này vẫn chỉ được biết đến từ rất ít mẫu vật. Ông đã thu thập nhiều loại thực vật và động vật rồi quan sát chúng thật tường tận. Kết quả của những quan sát này làm lung lay niềm tin của ông rằng muôn loài trên thế giới đã cố định, cung cấp cơ sở cho những ý tưởng sau này khi ông quay trở lại Anh, và cùng dẫn đến lý thuyết tiến hóa bằng con đường chọn lọc tự nhiên.