Domneva se, da je nastanek življenja nastal nekje med 4.4 milijarde let, ko so se oceani in celine šele začeli oblikovati, in pred 2.7 milijarde let, ko je splošno sprejeto, da so mikroorganizmi obstajali v velikem številu zaradi njihovega vpliva na izotope. razmerja v ustreznih slojih. Kje točno v tem razponu 1.7 milijarde let je mogoče najti pravi izvor življenja, je manj gotovo. Kontroverzni dokument, ki ga je leta 2002 objavil paleontolog UCLA William Schopf, je trdil, da valovite geološke formacije, imenovane stromaliti, dejansko vsebujejo 3.5 milijarde let stare fosilizirane mikrobe alg. Nekateri paleontologi se ne strinjajo s Schopfovimi zaključki in ocenjujejo prvo življenje na okoli 3.0 milijarde let namesto na 3.5 milijarde.
Dokazi iz pasu superskorje Isua v zahodni Grenlandiji kažejo na še zgodnejši datum nastanka življenja – pred 3.85 milijarde let. S. Mojzis to oceno naredi na podlagi koncentracij izotopov. Ker življenje prednostno absorbira izotop ogljik-12, območja, kjer je življenje obstajalo, vsebujejo višje od običajnega razmerja med ogljikom-12 in njegovim težjim izotopom, ogljikom-13. To je splošno znano, vendar je razlaga sedimentov manj enostavna in paleontologi se ne strinjajo vedno s sklepi svojih kolegov.
Ne poznamo natančnih geoloških razmer tega planeta pred 3 milijardami let, vendar imamo približno idejo in lahko te razmere poustvarimo v laboratoriju. Stanley Miller in Harold Urey sta te razmere poustvarila v svoji znameniti raziskavi iz leta 1953, eksperimentu Miller-Urey. Z uporabo zelo reducirane (neoksigenirane) mešanice plinov, kot so metan, amoniak in vodik, so ti znanstveniki sintetizirali bazične organske monomere, kot so aminokisline, v popolnoma anorganskem okolju. Zdaj so prosto plavajoče aminokisline daleč od samorepliciranih mikroorganizmov, ki so prežeti s presnovo, vendar vsaj dajejo predlog o tem, kako so se stvari lahko začele.
V velikih toplih oceanih zgodnje Zemlje bi kvintiljoni teh molekul naključno trčili in se združili, s čimer bi na koncu naredili nekakšen rudimentarni protogenom. Vendar pa to hipotezo zmede dejstvo, da je okolje, ustvarjeno v poskusu Miller-Urey, imelo visoke koncentracije kemikalij, ki bi preprečile nastanek kompleksnih polimerov iz monomernih gradnikov.
V petdesetih in šestdesetih letih prejšnjega stoletja je drug raziskovalec, Sidney Fox, v laboratoriju izdelal okolje, podobno zgodnjemu Zemlji, in preučeval dinamiko. Opazoval je spontano tvorbo peptidov iz predhodnikov aminokislin in videl, da so te kemikalije včasih razporejene v mikrosfere ali zaprte sferične membrane, za katere je predlagal, da so protocelice. Če bi se oblikovale določene mikrosfere, ki bi bile sposobne spodbujati rast dodatnih mikrosfer okoli sebe, bi to pomenilo primitivno obliko samoreplikacije, sčasoma pa bi jo prevzela Darwinova evolucija, ki bi ustvarila učinkovite samoreplikatorje, kot so današnje cianobakterije.
Druga priljubljena miselna šola o izvoru življenja, “hipoteza sveta RNA”, kaže, da se življenjske oblike pojavijo, ko so primitivne molekule RNA postale sposobne katalizirati lastno replikacijo. Dokaz za to je, da lahko RNA shranjuje informacije in katalizira kemične reakcije. Njegov temeljni pomen v sodobnem življenju tudi nakazuje, da se je današnje življenje morda razvilo iz vseh predhodnikov RNK.
Izvor življenja je še vedno vroča tema za raziskave in špekulacije. Mogoče bo nekega dne dovolj dokazov ali kdo dovolj pameten, da bomo izvedeli, kako se je to dejansko zgodilo.