Tại sao sự khác biệt về hệ động thực vật không thể được giải thích chỉ bằng sự khác biệt về vùng?
Chương XI đề cập đến bằng chứng từ địa sinh học, bắt đầu với quan sát rằng sự khác biệt về thực vật và động vật ở các khu vực riêng biệt không thể được giải thích chỉ bằng sự khác biệt về môi trường; Nam Mỹ, châu Phi và Úc đều có các khu vực có khí hậu tương tự ở các vĩ độ tương tự, nhưng các khu vực đó có các loài thực vật và động vật rất khác nhau. Các loài được tìm thấy ở một khu vực của một lục địa liên kết chặt chẽ với các loài được tìm thấy ở các khu vực khác của cùng một lục địa đó hơn là với các loài được tìm thấy ở các lục địa khác. Darwin lưu ý rằng các rào cản đối với di cư đóng một vai trò quan trọng trong sự khác biệt giữa các loài ở các khu vực khác nhau. Sinh vật biển ven bờ Đại Tây Dương và Thái Bình Dương ở Trung Mỹ hầu như không có loài nào chung mặc dù eo đất Panama chỉ rộng vài dặm. Lời giải thích của ông là sự kết hợp giữa di cư và hậu duệ với biến đổi. Ông tiếp tục nói: "Theo nguyên tắc kế thừa với biến đổi này, chúng ta có thể hiểu được làm thế nào mà các phần của chi, toàn bộ chi và thậm chí cả họ lại bị giới hạn trong cùng một khu vực, như trường hợp rất phổ biến và nổi tiếng." Darwin giải thích làm thế nào một hòn đảo núi lửa hình thành cách một lục địa vài trăm dặm có thể bị một vài loài từ lục địa đó xâm chiếm. Những loài này sẽ bị biến đổi theo thời gian, nhưng vẫn có liên quan đến các loài được tìm thấy trên lục địa và Darwin quan sát thấy rằng đây là một mô hình chung. Darwin đã thảo luận các cách thức mà các loài có thể phân tán qua các đại dương để xâm chiếm các hòn đảo, nhiều trong số đó ông đã nghiên cứu bằng thực nghiệm.
Nam Mỹ, châu Phi và Úc đều có những vùng có khí hậu tương tự ở vĩ độ tương tự, nhưng những vùng đó có thực vật và động vật rất khác nhau.