近世まで，生物は無生物（むせいぶつ）から発生するという自然（しぜん）発生説（はっせいせつ）が信（しん）じられていた。しかし，19世紀後半（せいきこうはん）にパスツールらによって自然発生説（しぜんはっせいせつ）は否定（ひてい）され，生命の起源（きげん）の説明（せつめい）には新たな考え方が必要（ひつよう）になった。
ミラーは1953年に原始地球の大気を想定した混合（こんごう）ガスに高圧（こうあつ）電流を流して放電しアミノ酸（さん）などの有機物（ゆうきぶつ）の合成（ごうせい）に成功（せいこう）した。これによって，無機物（むきぶつ）から有機物（ゆうきぶつ），特（とく）に生物にとって基本的（きほんてき）なタンパク質（しつ）や核酸（かくさん）の生成（せいせい）の可能性（かのうせい）が示（しめ）された。現在（げんざい）では，原始大気の成分（せいぶん）はミラーの実験（じっけん）で使われた気体とは異（こと）なり，窒素（ちっそ）や二酸化（にさんか）炭素（たんそ），水蒸気（すいじょうき）が主成分（しゅせいぶん）であったと考えられているが，現在（げんざい）の海洋の海底（かいてい）にみられる熱水（ねっすい）噴出孔（ふんしゅつこう）では，硫化（りゅうか）水素（すいそ），水素（すいそ），アンモニア，メタンなどが噴出（ふんしゅつ）しており，このような環境（かんきょう）ではミラーの実験（じっけん）と同様に有機物（ゆうきぶつ）が合成（ごうせい）される可能性（かのうせい）がある。また，いん石からアミノ酸（さん）などが検出（けんしゅつ）されることもあるので，有機物（ゆうきぶつ）の起源（きげん）を地球外に求（もと）める説（せつ）も出されている。生命が誕生（たんじょう）する以前（いぜん）の有機物（ゆうきぶつ）の生成過程（せいせいかてい）は化学進化と呼（よ）ばれている。化学進化は生命誕生（たんじょう）の前段階（まえだんかい）と考えられている。

地球上で最初（さいしょ）に出現（しゅつげん）した生物は原核生物（げんかくせいぶつ）である。これまでに知られている最（もっと）も古い生物化石は約（やく）35億（おく）年前にできたと推定（すいてい）される岩石から発見されている。この生物化石は原核生物（げんかくせいぶつ）と考えられている。生命が生まれる前の地球には火山ガスの噴出（ふんしゅつ）により大気中や水中に多量（たりょう）の二酸化炭素（にさんかたんそ）が存在（そんざい）し，酸素（さんそ）はほとんど含（ふく）まれていなかったと考えられている。また，水中には有機物（ゆうきぶつ）が多く蓄積（ちくせき）されていたと考えられている。そのため，初期（しょき）の生物は，呼吸（こきゅう）を行う生物ではなく，周囲（しゅうい）の有機物（ゆうきぶつ）を分解（ぶんかい）してエネルギーを得（え）る従属栄養（じゅうぞくえいよう）生物のみであったと考えられてきた。しかし，最近（さいきん）の研究によると，火山活動によって放出されたメタンや水素（すいそ）などを用いて有機物（ゆうきぶつ）を合成（ごうせい）する独立（どくりつ）栄養（えいよう）生物も存在（そんざい）していたと考えられるようになっている。
その後，多量（たりょう）に存在（そんざい）する水と二酸化炭素（にさんかたんそ）を原料（げんりょう）として利用（りよう）して，光のエネルギーを使って有機物（ゆうきぶつ）を合成（ごうせい）する独立栄養（どくりつえいよう）生物が出現（しゅつげん）した。光合成（こうごうせい）を行う原核生物（げんかくせいぶつ）のシアノバクテリアである。シアノバクテリアの痕跡（こんせき）はストロマトライトという層状構造（そうじょうこうぞう）をもった岩石から発見された。ストロマトライトは20～30億（おく）年前の地層（ちそう）から大量（たいりょう）に見つかり，この時代にシアノバクテリアが大繁殖（はんしょく）したことを物語っている。シアノバクテリアと同様に光のエネルギーを用いる光合成（こうごうせい）細菌（さいきん）も出現（しゅつげん）したが，二酸化（にさんか）炭素（たんそ）の還元（かんげん）には水を使わず，硫化（りゅうか）水素（すいそ）や硫黄（いおう），水素（すいそ）などを用いる。そのため，酸素（さんそ）の放出はみられない。シアノバクテリアの増殖（ぞうしょく）の結果（けっか），酸素（さんそ）が水中に放出されたが，初（はじ）めは海水中に溶（と）けている鉄分と反応（はんのう）して酸化鉄（さんかてつ）として沈殿（ちんでん）し，堆積（たいせき）した。これが約（やく）20～30億（おく）年前の地層（ちそう）から発掘（はっくつ）される大規模（だいきぼ）な鉄鉱層（てっこうそう）の起源（きげん）と考えられている。さらに放出され続（つづ）けた酸素（さんそ）は水中に溶（と）け，呼吸（こきゅう）が可能（かのう）な環境（かんきょう）がつくられた。呼吸（こきゅう）は効率（こうりつ）よくエネルギーを得（え）ることができるので，呼吸（こきゅう）を行う従属栄養（じゅうぞくえいよう）生物が出現（しゅつげん）し，しだいに増（ふ）えていったと考えられている。