《自然選擇的證明》是一篇科學(xué)論文，作者為了證明自己的觀點(diǎn)，運(yùn)用了多種論證手法。自然選擇的思想是通過(guò)研究大量動(dòng)植物的形狀和分布得出的結(jié)論。作者在文中以大量的動(dòng)植物實(shí)例分析比較，論證觀點(diǎn)。如作者舉了像啄木鳥(niǎo)形態(tài)的鳥(niǎo)卻在地面上捕食昆蟲(chóng)，高地上很少或根本不游泳的鵝，取食水生昆蟲(chóng)的像鶇的鳥(niǎo)，具有海雀的生活習(xí)性和構(gòu)造的海燕等例子，來(lái)說(shuō)明自然選擇要求緩慢變異的后代去努力適應(yīng)自然中未被占據(jù)的地盤(pán)。舉例論證之外，作者還運(yùn)用了道理論證。如文中第二段，作者論證自然選擇在事理上具有合理性時(shí)，以反問(wèn)、質(zhì)疑的語(yǔ)氣逐步展開(kāi)，推論嚴(yán)謹(jǐn)，無(wú)可辯駁。第五段，作者闡述道理，引用格言，得出“自然界是吝于重大革新但奢于微小變異的”這一自然進(jìn)化的普遍性規(guī)律。

此外，作者運(yùn)用分析、綜合、歸納、演繹的邏輯思維，在論證方法上呈現(xiàn)出對(duì)比論證、因果論證、假設(shè)論證、道理論證、演繹論證等多種論證方法的交叉使用，體現(xiàn)出邏輯的嚴(yán)密性。比如對(duì)比論證，在第四段的末尾“用特創(chuàng)論的觀點(diǎn)完全不能解釋為什么在自然系統(tǒng)下所有的生物都可以劃歸大小不等的類群這一重大事實(shí)”，第五段的末尾句和第十四段的末尾句“必須承認(rèn)，靠特創(chuàng)論無(wú)法對(duì)這些事實(shí)作出解釋”，與本文段觀點(diǎn)“自然選擇的力量”構(gòu)成鮮明有力的對(duì)比，突出“自然選擇”的結(jié)果這一核心觀點(diǎn)。還有因果論證方法在文中也大量使用，表現(xiàn)在“由于……因而、由于……所以、……所以……”等句式上，比如第四段的首句就是因果論證，“由于”表述前提，“所以”表述推理的結(jié)論，前提又表現(xiàn)為遞進(jìn)關(guān)系的復(fù)句，體現(xiàn)了邏輯推理關(guān)系。