Huxley was na August Weismann de belangrijkste bioloog die aandrong op natuurlijke selectie als de belangrijkste factor in de evolutie. Hij was een uitstekend communicator en een vooraanstaand popularisator van de biologische wetenschap bij het publiek. In het begin van de 20e eeuw behoorde hij tot de minderheid van biologen die geloofden dat natuurlijke selectie de belangrijkste motor van de evolutie was, en dat de evolutie zich voltrok in kleine stapjes en niet met sprongen. Deze opvattingen zijn nu standaard. Hoewel zijn tijd als academicus vrij kort was, doceerde en stimuleerde hij in de jaren 1920 een aantal evolutiebiologen aan de Universiteit van Oxford.
Moderne evolutionaire synthese
Huxley was een sleutelfiguur in de moderne evolutionaire synthese. Deze legde uit hoe de ontdekkingen van Gregor Mendel over genetica pasten bij de theorie van Charles Darwin over evolutie door middel van natuurlijke selectie. Huxley's
Huxley's eerste "probeersel" was de behandeling van evolutie in de Science of Life (1929-30), en in 1936 publiceerde hij een lang en belangrijk artikel voor de British Association. In 1938 volgden drie lange beschouwingen over belangrijke evolutionaire onderwerpen.
Nu was het tijd voor Huxley om het onderwerp evolutie uitvoerig te behandelen, in wat het belangrijkste werk van zijn leven werd. Zijn boek Evolutie: de moderne synthese werd geschreven terwijl hij secretaris was van de Zoological Society, en maakte gebruik van zijn opmerkelijke verzameling herdrukken uit het eerste deel van de eeuw. Het werd gepubliceerd in 1942. Recensies van het boek in geleerde tijdschriften waren weinig minder dan extatisch; de American Naturalist noemde het "De uitstekende evolutionaire verhandeling van het decennium, misschien wel van de eeuw. De aanpak is door en door wetenschappelijk; de beheersing van de basisinformatie verbazingwekkend".
Huxley's belangrijkste medespelers in de moderne evolutionaire synthese zijn doorgaans Ernst Mayr, Theodosius Dobzhansky, George Gaylord Simpson, Bernhard Rensch, Ledyard Stebbins en de populatiegenetici J.B.S. Haldane, Ronald Fisher en Sewall Wright.
Ten tijde van Huxley's boek moesten verschillende van hen echter nog hun onderscheidende bijdrage leveren. E.B. Ford en zijn medewerkers in de ecologische genetica waren minstens even belangrijk.
Evolutionaire vooruitgang
Hij geloofde altijd dat evolutie in grote lijnen leidde tot vooruitgang in organisatie. "Vooruitgang zonder doel" was een van zijn favoriete uitdrukkingen.
In het laatste hoofdstuk van zijn Evolutie de moderne synthese definieert hij evolutionaire vooruitgang als "een verhoging van het bovenste niveau van biologische efficiëntie, die wordt gedefinieerd als verhoogde controle over en onafhankelijkheid van het milieu. "Natuurlijke selectie plus tijd produceert biologische verbetering... Verbeteringen in biologische machines... de ledematen en tanden van grazende paarden... de toename van hersenkracht... De ogen van een drakenvlieg, die in elke richting rondom kan kijken, zijn een verbetering ten opzichte van de microscopische oogvlekken van vroege levensvormen". "[Over] het hele bereik van de evolutionaire tijd zien we algemene vooruitgang - verbetering van alle belangrijke eigenschappen van het leven, inclusief de algemene organisatie ervan. [Maar de verbetering is niet universeel. Lagere vormen slagen erin te overleven naast hogere".
