In 1971 publiceerde Monod Chance and Necessity, een boek gebaseerd op een serie lezingen die hij in 1969 aan het Pomona College had gegeven. Het boek is een kort maar invloedrijk onderzoek naar de filosofische implicaties van de moderne biologie, geschreven voor een algemeen lezerspubliek. Monod erkent zijn band met de Franse existentialisten in het epigraaf van het boek, waarin de laatste alinea’s van Camus’ De mythe van Sisyphus worden geciteerd. In zijn samenvatting van de recente vooruitgang op verschillende gebieden van de biologie, waaronder zijn eigen onderzoek, benadrukt Monod de manieren waarop informatie een fysieke vorm blijkt aan te nemen en daardoor in staat is gebeurtenissen in de wereld te beïnvloeden. Bijvoorbeeld, de informatie die een eiwitenzym in staat stelt slechts één van verscheidene gelijksoortige verbindingen als substraat van een chemische reactie te “selecteren”, is gecodeerd in de nauwkeurige driedimensionale vorm van het enzym; die nauwkeurige vorm is zelf gecodeerd door de lineaire opeenvolging van aminozuren die het eiwit vormen; en die specifieke opeenvolging van aminozuren is gecodeerd door de opeenvolging van nucleotiden in het gen voor dat enzym.
In de titel van het boek verwijst “noodzaak” naar het feit dat het enzym moet handelen zoals het doet, een reactie katalyseren met het ene substraat en niet met een ander, volgens de beperkingen die door zijn structuur worden opgelegd. Hoewel van het enzym zelf niet kan worden gezegd dat het een keuze heeft over zijn activiteit, was het doel van het Nobelprijswinnende onderzoek van Jacob en Monod aan te tonen hoe een bacteriecel kan “kiezen” om de door het enzym gekatalyseerde reactie al dan niet uit te voeren. Zoals Monod uitlegt, kan de cel een dergelijke keuze maken door het enzym al dan niet te synthetiseren, in reactie op zijn chemische omgeving. De keuze synthese/geen synthese wordt echter weer bepaald door noodzakelijke biochemische interacties tussen een repressoreiwit, het gen voor het enzym, en het substraat van het enzym, die op elkaar inwerken, zodat het resultaat (synthese van het enzym of niet) verschilt naar gelang van de variabele samenstelling van de chemische omgeving van de cel. De hiërarchische, modulaire organisatie van dit systeem impliceert duidelijk dat er bijkomende regulerende elementen kunnen bestaan die een bepaalde reeks regulerende componenten beheersen, erdoor worden beheerst of er anderszins mee interageren. Omdat in het algemeen de bacteriële activiteit die het resultaat is van deze regelcircuits in overeenstemming is met wat op dat moment gunstig is voor de overleving van de bacteriecel, kan de bacterie als geheel worden omschreven als een bacterie die rationele keuzes maakt, ook al hebben de bacteriële componenten die betrokken zijn bij de beslissing of ze een enzym maken (repressor, gen en substraat) niet meer keuze over hun activiteiten dan het enzym zelf.
Monod toont een paradigma van hoe keuze op één niveau van biologische organisatie (metabolische activiteit) wordt gegenereerd door noodzakelijke (keuzeloze) interacties op een ander niveau (genregulatie); het vermogen om te kiezen ontstaat uit een complex systeem van terugkoppelingslussen die deze interacties met elkaar verbinden. Hij legt verder uit hoe het vermogen van biologische systemen om informatie vast te houden, in combinatie met toevallige variaties tijdens de replicatie van informatie (d.w.z. genetische mutaties) die individueel zeldzaam zijn, maar in het totaal aan de orde van de dag, leidt tot het differentiële behoud van die informatie die het meest succesvol is in het in stand houden en repliceren van zichzelf. Monod schrijft dat dit proces, dat zich over lange perioden afspeelt, een afdoende verklaring is (zelfs de enige plausibele verklaring) voor de complexiteit en de teleonomische activiteit van de biosfeer. Vandaar dat de gecombineerde effecten van toeval en noodzaak, die vatbaar zijn voor wetenschappelijk onderzoek, ons bestaan en het universum waarin we leven verklaren, zonder dat we ons hoeven te beroepen op mystieke, bovennatuurlijke of religieuze verklaringen.
Hoewel hij de waarschijnlijke evolutionaire oorsprong van een menselijke behoefte aan verklarende mythen erkent, pleit Monod in het laatste hoofdstuk van Chance and Necessity voor een objectief (dus waardevrij) wetenschappelijk wereldbeeld als leidraad voor het beoordelen van de waarheid. Hij beschrijft dit als een “ethiek van de kennis” die de oudere filosofische, mythologische en religieuze ontologieën verstoort, die beweren zowel ethische waarden als een standaard voor het beoordelen van de waarheid te verschaffen. Voor Monod is het beoordelen van de waarheid los van elk waardeoordeel datgene wat de mens vrijmaakt om authentiek te handelen, door te eisen dat hij de ethische waarden kiest die zijn handelen motiveren. Hij concludeert dat “de mens eindelijk weet dat hij alleen is in de gevoelloze onmetelijkheid van het universum, waaruit hij slechts door toeval is voortgekomen. Zijn lot is nergens uitgestippeld, noch zijn plicht. Het koninkrijk boven of de duisternis beneden: het is aan hem om te kiezen”. Hoewel schijnbaar somber, in vergelijking met de opvattingen dat de mensheid deel uitmaakt van een onvermijdelijk, universeel proces, of dat een welwillende God ons geschapen heeft en beschermt, is voor Monod de aanvaarding van de wetenschappelijke beoordeling die in het eerste deel van het citaat wordt beschreven, de enig mogelijke basis van een authentiek, ethisch menselijk leven. Het is redelijk om te concluderen dat Monod zelf deze positie niet somber vond; het citaat dat hij van Camus koos om Chance and Necessity in te leiden eindigt met de zin: “Men moet zich voorstellen dat Sisyphus gelukkig is.”
In 1973 was Jacques Monod een van de ondertekenaars van het Humanistisch Manifest II.
De socioloog Howard L. Kaye heeft gesuggereerd dat Monod gefaald heeft in zijn poging om in naam van de wetenschap “geest en doel te verbannen uit het fenomeen leven”. Het is misschien juister om te suggereren dat Monod probeerde om geest en doel binnen het bereik van wetenschappelijk onderzoek te brengen, in plaats van ze toe te schrijven aan bovennatuurlijke of goddelijke oorzaken. Hoewel Monod niet expliciet ingaat op de geest of het bewustzijn, toonde zijn wetenschappelijk onderzoek aan dat de biologie terugkoppellussen bevat die op elkaar inwerkende systemen van biochemische reacties besturen, zodat het systeem als geheel beschreven kan worden als een systeem dat een doel heeft en keuzes maakt. Uit Monod’s filosofische geschriften blijkt dat hij de implicatie onderkende dat dergelijke systemen kunnen ontstaan en verder worden ontwikkeld door evolutie via natuurlijke selectie. Het belang van Monod’s werk als brug tussen het toeval en de noodzaak van evolutie en biochemie enerzijds, en het menselijke domein van keuze en ethiek anderzijds, kan worden beoordeeld aan de hand van zijn invloed op filosofen, biologen en computerwetenschappers zoals Daniel Dennett, Douglas Hofstadter, Marvin Minsky en Richard Dawkins.