进化论当前最受争议的缺陷是缺乏化石记录中完整的过渡形态证据，以及无法完全解释复杂生物结构的渐进演化机制。1. 过渡形态缺失问题寒武纪生命大爆发（约5.4亿年前）在2000万年内突然出现绝大多数现存动物门类，与达尔文预测的渐进模式矛盾。虽然已发现始祖鸟、提塔利克鱼等过渡化石，但关键节点（如哺乳动物耳骨演化）仍存在断层。2. 不可简化的复杂性鞭毛马达、血液凝固系统等需要数十种蛋白质协同工作，缺少任一组件即失效。这类结构难以通过累积微小变异逐步形成，目前尚未找到可行的渐进演化路径。3. 基因突变速率矛盾人类与黑猩猩基因差异仅1.2%，按目前观测的突变速率推算，分化时间应超过1000万年，但化石证据显示共同祖先存在于600-700万年前。表观遗传学等新发现暗示可能存在非随机突变机制。4. 性选择理论的局限性孔雀尾羽等极端性状消耗大量生存资源，与自然选择原则相悖。虽然费希尔 runaway 假说能部分解释，但数学建模显示该机制需要极其严苛的初始条件。
