En 1971, Monod publicó Chance and Necessity (Azar y necesidad), un libro basado en una serie de conferencias que había dado en el Pomona College en 1969. El libro es un breve pero influyente examen de las implicaciones filosóficas de la biología moderna, escrito para un público general. Monod reconoce su relación con los existencialistas franceses en el epígrafe del libro, que cita los últimos párrafos de El mito de Sísifo de Camus. Al resumir los recientes avances en varias áreas de la biología, incluida su propia investigación, Monod destaca las formas en que la información toma forma física y, por tanto, es capaz de influir en los acontecimientos del mundo. Por ejemplo, la información que permite a una enzima proteica «seleccionar» sólo uno de varios compuestos similares como sustrato de una reacción química está codificada en la forma tridimensional precisa de la enzima; esa forma precisa está a su vez codificada por la secuencia lineal de aminoácidos que constituyen la proteína; y esa secuencia particular de aminoácidos está codificada por la secuencia de nucleótidos en el gen de esa enzima.
En el título del libro, «necesidad» se refiere al hecho de que la enzima debe actuar como lo hace, catalizando una reacción con un sustrato pero no con otro, según las restricciones impuestas por su estructura. Si bien no puede decirse que la enzima en sí misma pueda elegir su actividad, el objetivo de la investigación de Jacob y Monod, galardonada con el premio Nobel, era mostrar cómo una célula bacteriana puede «elegir» si llevar a cabo o no la reacción catalizada por la enzima. Como explica Monod, una de las formas en que la célula puede hacer esa elección es sintetizando o no la enzima, en respuesta a su entorno químico. Sin embargo, la elección de sintetizar o no sintetizar se rige a su vez por las interacciones bioquímicas necesarias entre una proteína represora, el gen de la enzima y el sustrato de la enzima, que interactúan para que el resultado (síntesis de la enzima o no) difiera según la composición variable del entorno químico de la célula. La organización jerárquica y modular de este sistema implica claramente que pueden existir elementos reguladores adicionales que gobiernen, sean gobernados por, o interactúen de alguna manera con cualquier conjunto dado de componentes reguladores. Debido a que, en general, la actividad bacteriana que resulta de estos circuitos reguladores está de acuerdo con lo que es beneficioso para la supervivencia de la célula bacteriana en ese momento, la bacteria en su conjunto puede describirse como que hace elecciones racionales, aunque los componentes bacterianos implicados en la decisión de fabricar una enzima (represor, gen y sustrato) no tienen más elección sobre sus actividades que la propia enzima.
Monod muestra un paradigma de cómo la elección en un nivel de la organización biológica (la actividad metabólica) es generada por las interacciones necesarias (sin elección) en otro nivel (la regulación del gen); la capacidad de elegir surge de un sistema complejo de bucles de retroalimentación que conectan estas interacciones. A continuación, explica cómo la capacidad de los sistemas biológicos para retener información, combinada con las variaciones fortuitas durante la replicación de la información (es decir, las mutaciones genéticas) que son individualmente raras pero comunes en conjunto, conducen a la preservación diferencial de aquella información que tiene más éxito en su mantenimiento y replicación. Monod escribe que este proceso, que actúa durante largos periodos de tiempo, es una explicación suficiente (de hecho, la única plausible) de la complejidad y la actividad teleonómica de la biosfera. Por lo tanto, los efectos combinados del azar y la necesidad, que son susceptibles de investigación científica, explican nuestra existencia y el universo que habitamos, sin necesidad de invocar explicaciones místicas, sobrenaturales o religiosas.
Aunque reconoce el probable origen evolutivo de la necesidad humana de mitos explicativos, en el último capítulo de Azar y necesidad Monod aboga por una visión científica del mundo objetiva (por lo tanto, sin valores) como guía para evaluar la verdad. Lo describe como una «ética del conocimiento» que desbarata las antiguas ontologías filosóficas, mitológicas y religiosas, que pretenden proporcionar tanto valores éticos como una norma para juzgar la verdad. Para Monod, la evaluación de la verdad separada de cualquier juicio de valor es lo que libera a los seres humanos para actuar con autenticidad, al exigirles que elijan los valores éticos que motivan sus acciones. Concluye que «el hombre sabe por fin que está solo en la inmensidad insensible del universo, del que sólo ha salido por casualidad. Su destino no está definido en ninguna parte, ni tampoco su deber. El reino de arriba o las tinieblas de abajo: a él le corresponde elegir». Aunque aparentemente sombrío, en comparación con los conceptos de que la humanidad pertenece a algún proceso inevitable y universal, o de que un Dios benévolo nos creó y protege, la aceptación de la evaluación científica descrita en la primera parte de la cita es, para Monod, la única base posible de una vida humana auténtica y ética. Es razonable concluir que el propio Monod no encontró esta posición sombría; la cita que eligió de Camus para introducir El azar y la necesidad termina con la frase: «Hay que imaginar a Sísifo feliz»
En 1973, Jacques Monod fue uno de los firmantes del Manifiesto Humanista II.
El sociólogo Howard L. Kaye ha sugerido que Monod fracasó en su intento de desterrar «la mente y el propósito del fenómeno de la vida» en nombre de la ciencia. Tal vez sea más exacto sugerir que Monod trató de incluir la mente y el propósito dentro del ámbito de la investigación científica, en lugar de atribuirlos a causas sobrenaturales o divinas. Aunque Monod no aborda explícitamente la mente o la conciencia, su investigación científica demostró que la biología incluye bucles de retroalimentación que gobiernan sistemas interactivos de reacciones bioquímicas, de modo que el sistema en su conjunto puede describirse como algo que tiene un propósito y que toma decisiones. Los escritos filosóficos de Monod indican que reconoció la implicación de que tales sistemas podrían surgir y ser elaborados por la evolución a través de la selección natural. La importancia del trabajo de Monod como puente entre el azar y la necesidad de la evolución y la bioquímica, por un lado, y el ámbito humano de la elección y la ética, por otro, puede juzgarse por su influencia en filósofos, biólogos e informáticos como Daniel Dennett, Douglas Hofstadter, Marvin Minsky y Richard Dawkins.