L'œuvre de zoologiste d'Armand de Quatrefages porte sur les annélides et les gastéropodes, dans la ligne des travaux d'Henri Milne-Edwards ; il est sans doute plus connu pour ses travaux d'anthropologie, il défendait une théorie monogéniste de l'origine de l'homme. Son livre le plus significatif à cet égard est L'unité de l'espèce humaine (1861) . Après L'origine des espèces de Darwin, la question est de sauver l'homme. C'est sans doute l'une des motivations d'une série de publications, de 1860 à 1870 où Flourens et De Quatrefages vont affirmer le statut unique de l'homme dans la création. De Quatrefages reste fixiste, tout en appréciant l'érudition et le professionnalisme de certains apports transformistes français, y compris ceux de Lamarck. A la différence de Flourens, il apprécie et respecte les compétences de Darwin. Armand de Quatrefages postule une telle différence entre l'homme et les animaux qu'il parle du règne humain et suppose une " dissemblance complète " entre l'animal et l'homme au plan de l'intelligence. Il souligne aussi le caractère unique de la morale et des aspirations religieuses chez l'homme, ce caractère serait discriminant entre l'homme et l'animal, plus encore que l'intelligence. C'est la différence entre Darwin, qui insiste sur le peu de moralité des peuples sauvages et sur le caractère évolutif de cette moralité dans les sociétés humaines, et De Quatrefages qui pense que tous les peuples sauvages ont un minimum de moralité et de croyance. Une hypothèse foncière de cet auteur est qu'il peut y avoir des passages d'une race à l'autre, a fortiori à l'intérieur de l'espèce humaine, mais pas d'évolution des espèces. L'auteur récuse le polygénisme (du XIXème siècle) en tant qu'il admettait des " caractères d'espèces " dans les différences entre groupes humains. Il réfute longuement le point de vue que développe Agassiz sur l'homme, dans Les Principes de Zoologie. Dans Darwin et ses précurseurs français, Études sur le transformisme, De Quatrefages reconnaît l'intérêt des travaux de Lamarck et de Darwin et il s'attache à les démarquer des idéologies scientifiques. Armand de Quatrefages fut attentif au fait que Darwin a étudié précisément les caractères sélectionnés des espèces domestiques, par rapport aux espèces sauvages d'un même genre. Darwin a donc rendu un service éminent aux sciences de la nature en montrant que des formes animales (espèces ou variétés ?) peuvent dériver " d'une forme spécifique unique ". Il s'agit toujours d'un cadre de pensée globalement fixiste, mais ouvert, avec une reconnaissance de l'apport de Darwin sur la question de l'existence d'espèces ancêtres des espèces ou races domestiques. Mais de Quatrefages ne va pas jusqu'à accepter l'évolution darwinienne. Il est pratiquement d'accord avec ces conclusions darwiniennes en ce qui concerne l'origine des variétés et des races, mais pas pour l'origine des espèces. Il considère que Darwin force la signification des faits qu'il examine au niveau de l'origine des espèces. On est loin des invectives de Flourens et de son mépris pour ce qu'il prend pour des confusions chez Darwin, il y a presque un véritable dialogue scientifique. La pensée de Darwin est intéressante, elle repose sur des bases solide, mais elle fait trop peu de place aux réactions de l'organisme et elle aboutit à une conséquence " au moins exagérée " en considérant que seuls les individus " les mieux doués " se reproduisent. L'espèce est variable mais " rien n'indique jusqu'ici qu'elle soit transmutable ", l'hypothèse darwinienne manquerait de démonstration. Selon Armand de Quatrefages, Darwin aurait soulevé le problème de l'ancêtre commun et celui de la spéciation, sans vraiment pouvoir y répondre.