Im Jahr 1971 veröffentlichte Monod „Chance and Necessity“, ein Buch, das auf einer Reihe von Vorlesungen basiert, die er 1969 am Pomona College gehalten hatte. Das Buch ist eine kurze, aber einflussreiche Untersuchung der philosophischen Implikationen der modernen Biologie, geschrieben für eine allgemeine Leserschaft. Monod erkennt seine Verbindung zu den französischen Existenzialisten in der Inschrift des Buches an, die die letzten Absätze von Camus‘ Der Mythos des Sisyphos zitiert. In seiner Zusammenfassung der jüngsten Fortschritte in verschiedenen Bereichen der Biologie, einschließlich seiner eigenen Forschung, hebt Monod die Art und Weise hervor, in der Informationen physische Form annehmen und somit in der Lage sind, die Ereignisse in der Welt zu beeinflussen. Zum Beispiel ist die Information, die es einem Proteinenzym ermöglicht, nur eine von mehreren ähnlichen Verbindungen als Substrat einer chemischen Reaktion „auszuwählen“, in der präzisen dreidimensionalen Form des Enzyms kodiert; diese präzise Form wird ihrerseits durch die lineare Sequenz von Aminosäuren kodiert, aus denen das Protein besteht; und diese spezielle Sequenz von Aminosäuren wird durch die Sequenz von Nukleotiden im Gen für dieses Enzym kodiert.
Im Titel des Buches bezieht sich „Notwendigkeit“ auf die Tatsache, dass das Enzym aufgrund der durch seine Struktur auferlegten Zwänge so handeln muss, wie es handelt, d.h. dass es eine Reaktion mit einem Substrat katalysiert, mit einem anderen aber nicht. Während man von dem Enzym selbst nicht sagen kann, dass es eine Wahl bezüglich seiner Aktivität hat, bestand der Schwerpunkt der mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Forschung von Jacob und Monod darin, zu zeigen, wie eine Bakterienzelle „wählen“ kann, ob sie die vom Enzym katalysierte Reaktion ausführt oder nicht. Wie Monod erklärt, kann die Zelle eine solche Entscheidung treffen, indem sie das Enzym als Reaktion auf ihre chemische Umgebung entweder synthetisiert oder nicht. Die Entscheidung, ob das Enzym synthetisiert wird oder nicht, wird jedoch wiederum von den notwendigen biochemischen Wechselwirkungen zwischen einem Repressorprotein, dem Gen für das Enzym und dem Substrat des Enzyms bestimmt, die so zusammenwirken, dass das Ergebnis (Enzymsynthese oder nicht) je nach der variablen Zusammensetzung der chemischen Umgebung der Zelle unterschiedlich ausfällt. Die hierarchische, modulare Organisation dieses Systems impliziert eindeutig, dass es zusätzliche regulatorische Elemente geben kann, die eine bestimmte Gruppe von regulatorischen Komponenten steuern, von ihnen gesteuert werden oder auf andere Weise mit ihnen interagieren. Da die bakterielle Aktivität, die aus diesen Regelkreisen resultiert, im Allgemeinen mit dem übereinstimmt, was für das Überleben der Bakterienzelle zu diesem Zeitpunkt vorteilhaft ist, kann das Bakterium als Ganzes als eine rationale Wahl beschrieben werden, obwohl die bakteriellen Komponenten, die an der Entscheidung beteiligt sind, ob ein Enzym gebildet werden soll (Repressor, Gen und Substrat), nicht mehr Wahlmöglichkeiten hinsichtlich ihrer Aktivitäten haben als das Enzym selbst.
Monod zeigt paradigmatisch, wie Wahlmöglichkeiten auf einer Ebene der biologischen Organisation (Stoffwechselaktivität) durch notwendige (wahlfreie) Interaktionen auf einer anderen Ebene (Genregulation) entstehen; die Fähigkeit zu wählen ergibt sich aus einem komplexen System von Rückkopplungsschleifen, die diese Interaktionen verbinden. Er erklärt weiter, wie die Fähigkeit biologischer Systeme, Informationen zu speichern, in Verbindung mit zufälligen Variationen während der Replikation von Informationen (d. h. genetischen Mutationen), die individuell selten, aber in ihrer Gesamtheit alltäglich sind, zur differenzierten Bewahrung derjenigen Informationen führt, die sich am erfolgreichsten selbst erhalten und replizieren. Monod schreibt, dass dieser Prozess, der über lange Zeiträume abläuft, eine hinreichende Erklärung (in der Tat die einzige plausible Erklärung) für die Komplexität und teleonomische Aktivität der Biosphäre ist. Daher erklären die kombinierten Wirkungen von Zufall und Notwendigkeit, die wissenschaftlich untersucht werden können, unsere Existenz und das Universum, das wir bewohnen, ohne dass mystische, übernatürliche oder religiöse Erklärungen herangezogen werden müssen.
Während er den wahrscheinlichen evolutionären Ursprung des menschlichen Bedürfnisses nach Erklärungsmythen anerkennt, plädiert Monod im letzten Kapitel von „Zufall und Notwendigkeit“ für eine objektive (also wertfreie) wissenschaftliche Weltanschauung als Leitfaden für die Beurteilung der Wahrheit. Er beschreibt dies als eine „Ethik des Wissens“, die mit den älteren philosophischen, mythologischen und religiösen Ontologien bricht, die den Anspruch erheben, sowohl ethische Werte als auch einen Maßstab für die Beurteilung der Wahrheit zu liefern. Für Monod ist es die von Werturteilen unabhängige Beurteilung der Wahrheit, die den Menschen zu authentischem Handeln befähigt, indem sie von ihm verlangt, die ethischen Werte zu wählen, die sein Handeln motivieren. Er kommt zu dem Schluss, dass „der Mensch endlich weiß, dass er allein in der gefühllosen Unermesslichkeit des Universums ist, aus der er nur durch Zufall hervorgegangen ist. Sein Schicksal ist nirgends festgelegt, ebenso wenig wie seine Pflicht. Das Reich oben oder die Finsternis unten: Er hat die Wahl“. Im Vergleich zu den Vorstellungen, dass der Mensch Teil eines unvermeidlichen, universellen Prozesses ist oder dass ein gütiger Gott uns erschaffen hat und beschützt, ist die Annahme der im ersten Teil des Zitats beschriebenen wissenschaftlichen Einschätzung für Monod die einzig mögliche Grundlage für ein authentisches, ethisches menschliches Leben. Man kann davon ausgehen, dass Monod selbst diese Position nicht als düster empfand; das Zitat, das er von Camus wählte, um „Zufall und Notwendigkeit“ einzuleiten, endet mit dem Satz: „
1973 gehörte Jacques Monod zu den Unterzeichnern des Humanistischen Manifests II.
Der Soziologe Howard L. Kaye hat behauptet, Monod sei mit seinem Versuch gescheitert, im Namen der Wissenschaft „Geist und Zweck aus dem Phänomen des Lebens“ zu verbannen. Es ist vielleicht zutreffender zu sagen, dass Monod versucht hat, Geist und Sinn in den Bereich der wissenschaftlichen Untersuchung einzubeziehen, anstatt sie übernatürlichen oder göttlichen Ursachen zuzuschreiben. Monod geht zwar nicht ausdrücklich auf Geist oder Bewusstsein ein, aber seine wissenschaftlichen Forschungen haben gezeigt, dass es in der Biologie Rückkopplungsschleifen gibt, die interagierende Systeme biochemischer Reaktionen steuern, so dass das System als Ganzes als zielgerichtet und entscheidungsfreudig beschrieben werden kann. Monods philosophische Schriften deuten darauf hin, dass er erkannte, dass solche Systeme entstehen und durch die Evolution mittels natürlicher Selektion weiterentwickelt werden können. Die Bedeutung von Monods Arbeit als Brücke zwischen dem Zufall und der Notwendigkeit der Evolution und der Biochemie auf der einen Seite und dem menschlichen Bereich der Wahlmöglichkeiten und der Ethik auf der anderen Seite lässt sich an seinem Einfluss auf Philosophen, Biologen und Informatiker wie Daniel Dennett, Douglas Hofstadter, Marvin Minsky und Richard Dawkins ermessen.