Thực chất tác động của chọn lọc tự nhiên là sự phân hóa khả năng sinh sản của những kiểu gen khác nhau trong quần thể, biểu hiện ở các mức độ: kết đôi giao phối, khả năng sinh con, độ mắn đẻ.
Dưới tác động của CLTN tần số tương đối của các alen có lợi được tăng lên trong qụần thể. CLTN làm cho tần số tương đối của các alen trong mỗi gen biến đổi theo hướng xác định, áp lực của CLTN lớn hơn nhiều so với áp lực của quá trình đột biến, chẳng hạn để giảm tần số ban đầu của một alen đi một nửa dưới tác động của CLTN chỉ cần số ít thế hệ.
CLTN không tác động đối với từng gen riêng rẽ mà tác động đối với toàn bộ kiểu gen, trong đó các gen tương tác thống nhất; CLTN không chỉ tác động đối với từng cá thể riêng rẽ mà còn đối với cả quần thể, trong đó các cá thể có quan hệ ràng buộc với nhau.