Pemilihan semula jadi ialah proses yang mana sifat-sifat yang terwariskan oleh sesejenis organisme untuk bermandiri dan berjaya membiak semakin menjadi-jadi dalam populasi selama turun-temurun, sebagai mekanisme utama dalam evolusi.Variasi genetik semula jadi di dalam sesebuah populasi organisme mengertikan sesetengah individu akan bermandiri dan membiak dengan lebih berhasil berbanding individu lain dalam persekitaran semasa. Misalnya, rama-rama Biston betularia wujud dalam dua corak warna iaitu berwarna terang dan gelap di United Kingdom, tetapi ketika revolusi perindustrian, kebanyakan pokok-pokok yang didiami oleh rama-rama ini dihitamkan akibat terkena jelaga, sekaligus memberi kelebihan kepada rama-rama berwarna gelap untuk menyorok dari pemangsa. Ini memberi peluang yang lebih cerah kepada rama-rama berwarna gelap untuk bermandiri dan membiakkan anak-anak berwarna gelap, sehingga beberapa generasi kemudian kebanyakan besar rama-rama ini berwarna gelap. Juga penting adalah faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan pembiakan, iaitu satu isu yang dikembangkan oleh Charles Darwin dalam buah fikirannya mengenai pemilihan seks.Pemilihan semula jadi bertindak pada fenotip, atau ciri-ciri organisme yang boleh diperhatikan, tetapi asas genetik (keturunan) mana-mana fenotip yang memberikan kelebihan membiak akan menjadi lebih kerap ditemui dalam sesebuah populasi (rujuk kekerapan alel). Dari semasa ke semasa, proses ini boleh menghasilkan adaptasi yang mengkhususkan organisme-organisme mengikut ceruk ekologinya dan mungkin akan menyebabkan kemunculan spesies baru. Dalam erti kata lain, pemilihan semula jadi ialah salah satu proses penting yang membolehkan evolusi berlaku di dalam sesebuah populasi organisme.Pemilihan semula jadi ialah salah satu asas dalam ilmu biologi moden. Istilah ini diperkenalkan oleh Darwin dalam buku tersohornya yang bertajuk On the Origin of Species,[1] yang menyatakan bahawa pemilihan semula jadi dihuraikan secara perbandingan dengan pemilihan buatan, iaitu proses yang mana haiwan dan tumbuhan dengan sifat-sifat yang diidamkan oleh penternak manusia terpilih secara sistematik untuk membiak. Konsep pemilihan semula jadi pada asalnya dibangunkan sewaktu tiadanya teori kebakaan yang sah; ketika Darwin mengarang buku Origin of Species, tiadanya ilmu pengetahuan genetik moden. Kesatuan pengetahuan evolusi Darwin tradisional dengan penemuan-penemuan berikutnya dalam bidang genetik klasik dan genetik molekul diistilahkan sintesis evolusi moden. Pemilihan semula jadi kekal sebagai penjelasan utama bagi evolusi adaptasi.