Вклад Климента Тимирязева в развитие теории эволюции заключается в следующем:

• Популяризация идей дарвинизма. 4 Тимирязев активно пропагандировал теорию эволюции, защищая её от нападок и искажений. 5 Он одним из первых перевёл на русский язык труд Ч. Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора» и посвятил ему книгу «Краткий очерк теории Дарвина». 25 Благодаря этому теория эволюции дошла в России и до широкой публики. 2
• Объяснение происхождения фотосинтеза с точки зрения эволюции. 3 Учёный доказал, что главным звеном в процессе фотосинтеза нужно считать именно зелёный пигмент растений (хлорофилл). 2
• Открытие энергетической закономерности фотосинтеза. 3 Это положило начало учению круговорота энергии и веществ. 3

Кроме того, Тимирязев открыл явление светового насыщения. 5 До него считалось, что главная характеристика света — яркость, но эксперименты учёного опровергли эту догадку. 5