Huxley adalah ahli biologi terpenting setelah August Weismann yang bersikeras pada seleksi alam sebagai agen utama dalam evolusi. Sebagai seorang komunikator yang baik, ia adalah seorang yang mempopulerkan ilmu biologi kepada publik. Pada awal abad ke-20, dia adalah salah satu dari minoritas ahli biologi yang percaya bahwa seleksi alam adalah kekuatan pendorong utama evolusi, dan bahwa evolusi terjadi dengan langkah-langkah kecil dan bukan dengan lompatan. Pendapat-pendapat ini sekarang menjadi standar. Meskipun waktunya sebagai akademisi cukup singkat, ia mengajar dan mendorong sejumlah ahli biologi evolusioner di Universitas Oxford pada tahun 1920-an.
Sintesis evolusi modern
Huxley adalah tokoh kunci dalam sintesis evolusi modern. Ini menjelaskan bagaimana penemuan Gregor Mendel tentang genetika cocok dengan teori evolusi Charles Darwin melalui seleksi alam. Huxley
'Uji coba' pertama Huxley adalah perlakuan terhadap evolusi dalam Science of Life (1929-30), dan pada tahun 1936 dia menerbitkan sebuah makalah yang panjang dan signifikan untuk British Association. Pada tahun 1938 muncul tiga ulasan panjang tentang topik-topik evolusi utama.
Sekarang saatnya bagi Huxley untuk membahas subjek evolusi secara panjang lebar, dalam apa yang menjadi karya yang menentukan dalam hidupnya. Bukunya Evolution: the modern synthesis ditulis ketika ia menjabat sebagai Sekretaris Zoological Society, dan memanfaatkan koleksi cetak ulangnya yang luar biasa yang mencakup bagian pertama abad ini. Buku ini diterbitkan pada tahun 1942. Ulasan-ulasan buku ini di jurnal-jurnal ilmiah sangat sedikit yang tidak menggembirakan; American Naturalist menyebutnya "Risalah evolusi yang luar biasa dalam dekade ini, mungkin dalam abad ini. Pendekatannya benar-benar ilmiah; penguasaan informasi dasar yang menakjubkan".
Koresponden utama Huxley dalam sintesis evolusi modern biasanya didaftar sebagai Ernst Mayr, Theodosius Dobzhansky, George Gaylord Simpson, Bernhard Rensch, Ledyard Stebbins, dan ahli genetika populasi J.B.S. Haldane, Ronald Fisher, dan Sewall Wright.
Namun, pada saat buku Huxley ditulis, beberapa di antaranya belum memberikan kontribusi yang khas. E.B. Ford dan rekan-rekan kerjanya dalam genetika ekologi setidaknya sama pentingnya.
Kemajuan evolusi
Dia selalu percaya bahwa dalam pandangan yang luas, evolusi mengarah pada kemajuan dalam organisasi. "Kemajuan tanpa tujuan" adalah salah satu ungkapan favoritnya.
Dalam bab terakhir dari bukunya Evolution the modern synthesis, ia mendefinisikan kemajuan evolusi sebagai "peningkatan tingkat atas efisiensi biologis, ini didefinisikan sebagai peningkatan kontrol atas dan kemandirian lingkungan. "Seleksi alam ditambah waktu menghasilkan peningkatan biologis... Perbaikan dalam mesin biologis... anggota badan dan gigi kuda-kuda yang merumput... peningkatan kekuatan otak... Mata lalat naga, yang dapat melihat sekelilingnya di setiap arah, merupakan perbaikan atas titik-titik mata mikroskopis belaka dari bentuk-bentuk awal kehidupan". "[Selama] seluruh rentang waktu evolusi kita melihat kemajuan umum - peningkatan dalam semua sifat utama kehidupan, termasuk organisasi umumnya. [Tapi] peningkatan tidak universal. Bentuk-bentuk yang lebih rendah berhasil bertahan hidup berdampingan dengan bentuk-bentuk yang lebih tinggi".