地球上最早的原核生物被以为在大约40亿年前初次出现在地球上，也便是地球构成的几亿年后。关于生命是怎么来历的，第一个细胞是怎么构成的，在科学上都只是猜想，因为这些事情不能在试验室中重复，虽然如此，有几个试验为这一进程的某些过程供给了重要依据。
20世纪20年代初次提出，简略的有机分子可以在原始地球大气层的条件下构成并自发聚组成大分子。
在生命诞生的时分，地球的大气层被以为含有很少或底子没有氧，主要是由CO2和N2，以及少数的H2，H2S和CO，这样一个环境供给了原始有机分子构成的条件，给定一个能量的来历如阳光或闪电，有机分子就可能自发构成。自发构成的有机分子试验第一次证明了在1950年代，米勒试验标明放电到H2、CH4、NH3和水环境中，会构成了各式各样的有机分子包含一些氨基酸。虽然没有精确地再现原始地球的条件，但米勒试验证明了有机分子是可以自发组成的，为第一个生物体的发生供给了根底资料。
生物进化的下一步是大分子的构成。
大分子的单体结构块已被证明可以在生物来历前条件下自发聚合，例如加热枯燥的氨基酸混合物可以使其聚合构成多肽。可是生命大分子的进化的要害特征一定是自我仿制的才能，只要可以辅导组成本身新仿制的大分子才有才能繁衍和进一步进化。在当今细胞中的两大类信息大分子核酸和蛋白质中，只要核酸可以自我仿制，因为核苷酸之间的特定碱基配对是互补的，核酸可以作为自我组成的模板。因而，了解分子进化的一个要害过程是在20世纪80年代初，其时在Altman和Cech的试验室里发现RNA也可以催化许多化学反应包含核苷酸聚合，因而RNA既可以作为模板，也可以催化本身的仿制，这是绝无仅有的，两人因而取得诺贝尔化学奖。因而，一般以为RNA是开始的生物遗传体系，而化学进化的前期阶段被以为是根据自我仿制的RNA分子组成，这一进化时期被称为RNA国际。
地球上第一个细胞被以为是由磷脂组成的膜围住自我仿制RNA而发生的。
磷脂是一切现代生物膜的基本成分，包含原核细胞和真核细胞的细胞膜。构成细胞膜的磷脂的要害特征是它们是两亲性分子，磷脂具有长而不溶于水（疏水）的碳氢化合物链，又含有磷酸盐的水溶性（亲水性）基团。当磷脂被放置在水中时，磷脂会自发地集合成双层，其含有磷酸盐的头部基团在外层与水触摸，而其碳氢化合物的尾部则在内部彼此触摸，这样的磷脂双分子层可以在两个水室之间构成安稳的屏障，将细胞的内部与其外部环境别离。
磷脂双分子层组成的细胞膜可以作为一种维护屏障，维护细胞内部软弱的生命，并为之供给一个不受外力影响的安稳微环境，使细胞可以进一步自我仿制和进一步进化；此外，细胞膜的进化供给了一个更紧凑的环境，使新发明的有机分子可以被保存在部分不会用于其他用处
