Quando Darwin, nel 1872, pubblicò The expression of emotions in man and animals, ne inviò una copia a Mantegazza, che rimase colpito dalla qualità e novità dell'opera. Mantegazza si era interessato alla fisionomia a inizio carriera, quando era ancora docente di patologia generale a Pavia, e varie osservazioni sull'espressione delle emozioni erano già state raccolte nella Fisiologia del piacere. L'autore stava inoltre lavorando, con approccio sperimentale, allo studio delle manifestazioni del dolore, tema cui avrebbe dedicato varie opere di successo. In una lettera inviata a Darwin nel 1872, manifestò interesse e apprezzamento per The expression, di cui scrisse due recensioni, pubblicate sulla Nuova antologia e per l'Archivio per l'antropologia. Il carteggio con Darwin attesta che Mantegazza si offrì anche come traduttore per l'edizione italiana, ma la traduzione dell'opera venne affidata a Giovanni Canestrini. Darwin all'epoca non era a conoscenza degli studi mantegazziani e gli inviò un'elegante risposta, dove si compiaceva per la condivisione di interessi di ricerca comuni. Le pubblicazioni dello studioso italiano avrebbero trovato maggiore spazio nella seconda edizione del The expression, curata dal figlio di Charles Darwin, Francis.

Negli anni successivi, Mantegazza pubblicò vari lavori sul tema, tra cui l'Espressione del dolore (1874-76), l'Atlante del dolore (1876), la Fisiologia del Dolore (1880) e la Fisionomia e Mimica (1881), qui in esposizione, opera dedicata a Charles Darwin e che ebbe più edizioni tradotte in lingua inglese.

Pur ispirandosi alle idee darwiniane, Mantegazza lavorava alla riformulazione dei principi dell'espressione: «io trovo mal formulati e molto confusi questi tre principii. Mai come in questo caso il Darwin mostra tutti i difetti della sua natura analitica, eccessivamente analitica». Lo studioso italiano propose in alternativa due soli principi: 1) della mimica utile, difensiva; 2) dei fatti mimici, simpatici.

Appartiene alla prima tipologia di comportamento, di tipo difensivo, l'automatismo della chiusura delle palpebre in risposta a un suono forte e improvviso, anche in assenza di evidente pericolo. Si possono ascrivere alla seconda tipologia gli automatismi d'imitazione, come lo sbadiglio, meccanici, come l'accompagnare il diniego con ampi gesti del capo, della mano e del tronco, di funzione, come la gestualità associata alla sessualità, che coinvolge la regione del bacino, la mano, la bocca, e oscuri, non ancora classificabili, come il grattarsi la testa per esprimere imbarazzo o timidezza.

Espressioni di dolore (a: del gusto; b: dell'olfatto; c: della vista; d: dell'udito). Tratto da: Mantegazza P.  1881. Fisionomia e mimica. Fratelli Dumolard, Milano. Tav. XI.