蓝⾊的地球⽣机勃勃，表⾯丰富的海洋和⾜够密度的⼤⽓使其在众多⾏星中脱颖⽽出，⽣命也得以在这⾥起源演化。⽣物与地球环境的协同演化进⼀步使得地球成为更加适宜⽣命居住的星球。地球环境如何引发⽣命的起源是⼀个重要且复杂的研究课题。
地球是⽬前已知唯⼀存在⽣命的天体，地球因何成为天选之地？地球是否是宇宙中⽣命唯⼀的温床？⼜是怎样的契机使得物理化学过程质变为⽣命过程？
这⼀系列问题吸引了古往今来⽆数科学家的⽬光。要想解开地球⽣命起源的重重谜团，需要着重关注地球⽣命何时产⽣、⾸个⽣命是以何种形式出现、⽣命出现在什么环境、地球与地外有机物之间是否存在交换等问题。因此，通过研究地球早期⽣命，我们才能理解⽣命从⽆到有所经历的重要环节，进⽽认识宇宙中⽣命可能的存在形式。
地球⽣命产⽣的时间⼀般来说，⽣命要满⾜能够进⾏⾃我复制、新陈代谢和区室化等条件。
对于地球⽣命⽽⾔，细胞结构的产⽣是由⾮⽣命过渡到⽣命的主要节点。由于地球⽣命全部都以磷脂双分⼦层构成细胞膜，以脱氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）为遗传及转录载体，以20多种氨基酸为蛋⽩质的基础组成元件。因此可以推测所有地球⽣命应该拥有⼀个共同的单细胞祖先。⾄于在同时期是否出现过其他类型的⽣命，因为后来⽆法适应多变的环境⽽灭绝，就不得⽽知了。
所以，想要确定地球⽣命起源的时间，寻找⽣命遗留下来的证据是最关键的步骤。
早期⽣命遗留下来的最常⻅证据是化⽯，根据鉴定和研究⼿段，可以将化⽯分为形态化⽯和分⼦化⽯。在⽣命起源初期，像叠层⽯这样能作为可靠证据的微⽣物形成的宏观化⽯⼗分难得，绝⼤部分形态化⽯或⽣物构造（例如⽣物矿化物质）难以仅从形态学上确定是⽣物成因，因此⼀般需要其它分⼦证据等共同⽀撑。
核酸、蛋⽩质、脂类分⼦和⼩分⼦代谢物都是常⻅的⽣物分⼦证据。其中，RNA的半衰期仅为数分钟⾄数⼩时，DNA的保存时间跨度⼤概是数千年到数⼗万年，相⽐于地质时间尺度较短，并且往往在特殊的地球化学条件下才能较好地保存下来；如若在氧化环境下，DNA的半衰期仅为数周时间。蛋⽩质能保存最久的时间也不过6800到8000万年。不过，脂类分⼦和⼩分⼦代谢物（如藿烷类化合物）可能保存更⻓的时间，甚⾄超过15亿年。
在⽬前的化⽯研究中，光谱学占据着重要地位。当类似微⽣物化⽯的微结构被发现后，拉曼光谱和红外光谱等技术可以⽤于鉴别该微结构内的含碳矿物、有机质、碳氢键等暗示⽣命活动的信号，这些信号也能通过对沉积后替换和降解作⽤的研究来进⼀步证实。此外，同位素⼿段也可以识别微⽣物活动留下的⽣命痕迹。
当地球在45亿年前产⽣稳定的地壳和⽔圈时，宜居条件就基本产⽣了。
但那时的地球频繁遭受陨⽯撞击，⽆法维持稳定的宜居环境，直到39亿年前后，晚期⼤轰击事件（LHB）才结束。尽管学术界对于LHB的存在与否仍有争议，但是根据碳同位素⽐值以及叠层⽯的年代推测，可以确定⽬前已知的最早⽣命出现在37亿年前。换⾔之，如果存在LHB，⽣命起源应该产⽣于37到39亿年之间；如果不存在，则⽣命产⽣的时间可能更早，即在37到45亿年间。
对于地球⽣命的起源，科学家有着诸多猜测，包括是在还原性的⼤⽓、深海热液⼝⾦属硫化物沉积、地热区域、或是撞击地球的⼩天体中。还原性的⼤⽓允许甲烷、氢⽓、氨⽓等含氢化合物的累积，通过⾃然界的放电反应，它们能够合成有机⼤分⼦，这些分⼦在低温⼤⽓环境中更加稳定，也更适合碳氢化合物的保存。另⼀个著名的猜想是RNA世界假说。
RNA世界假说是基于RNA既可以作为遗传物质，⼜能作为核酶，靠⾃我复制就能不断扩增、代谢并存留的特点。但是，由于RNA的寿命很短，且酶功能有限，才逐渐演化为更加稳定的DNA遗传物质-蛋⽩质酶体系。⽬前已知RNA仅在病毒和类病毒中作为遗传物质存在。不过，RNA在⾼温环境下稳定性较低，所以与还原⼤⽓假说⼀样，该假说同样⽀持⼀个相对低温的环境。
除⽣物低温起源假说之外，⾼温起源也是⽣命起源的研究热点。地球的深海热液系统包含⽣命基本元素、必要的热能量和电化学体系，⽽被认为是孕育地球⽣命的潜在温床。⼤陆的地热场也可能是⽣命的起源之地。地热系统中的⽔体在蒸发过程中有可能富集⽣命基础分⼦或其前体，从⽽加速前⽣命物质之间的组装。另外，太阳光也能够成为⽣命的能量来源，从⼤⽓中通过光化学反应产⽣的盐分和有机物则能够成为⽣命的营养来源。
天体⽣物学先驱卡尔·萨根提出，虽然地外的⽣命形式很可能与地球的截然不同，但是⼈类⽆法脱离所熟知的碳基⽣命来探测地外，因为⼀个矿⽯可能放在其它星球上就能成为⽣命，但在地球上，我们依然⽆法将其划归为⽣命。因此，我们⽆法脱离⼈类认知基础，⽽去盲⽬相信天⻢⾏空的猜测。直到现在，卡尔·萨根的逻辑依然不过时。
地外天体也可能是⽣命有机分⼦的重要来源。太阳系的碳质球粒陨⽯中发现过⼀些纳⽶级有机分⼦球粒，通过对其中氢同位素的检测，认为它们（包括较复杂的氨基酸）应该形成于太阳系诞⽣前的星云时期。所以，即使早期地球剧烈的⽕⼭和地壳活动破坏掉了原有的有机物，太阳系中的⼩天体也能携带这些物质抵达地球，从⽽满⾜⽣命发⽣的物质条件。
在可能含有冰的⼩天体中，放射性同位素的衰变可以导致温度升⾼并产⽣液态⽔。同时，研究发现宇宙射线和紫外辐射可以诱导合成复杂有机物，包括氨基酸、核酸碱基、糖类和难降解有机质等。近⽇，⽇本团队在⼩⾏星“⻰宫”上采集样品中发现存在多种氨基酸，也证实了⼩天体确有形成和携带复杂有机物来完成⾏星间传输的能⼒。
地球⽣命现象的发⽣是⽆数宇宙事件中的奇迹之⼀。⽣命究竟何时产⽣？地球是否是唯⼀拥有⽣命的星球？
这些都是⼈类探索宇宙的永恒话题。⽬前认为，地球⽣命的形成是在相对较短的时间内发⽣的，由前⽣命过程将⽣命⼀步⼀步构建起来。在经历了可携带遗传信息的⽣化分⼦的筛选、具有酶学功能和信息传导的⽣化分⼦的挑选、各种代谢链的建⽴、代谢⽹络的完善、代谢过程的区室化等⼀系列步骤后，最终形成了我们现在所熟悉的以细胞为基础的⽣命形态。
在此过程中，⽣命所依赖的有机物可能来源于还原性⼤⽓、地球热液系统、地外天体输⼊等，⽽⽣物必需分⼦的同⼿性特征通过⾃催化反应产⽣后，可以被⽣命祖先有效利⽤于繁衍和代谢活动。
尽管地球最早的⽣命⽆法被直接认知，但是科学家可以通过化⽯、同位素、有机分⼦、分⼦钟等⽅法探究和刻画⽣命最早出现的时间和特点，从⽽⼀步步揭开地球⽣命起源和演化的神秘⾯纱。