Hơn 4.6 tỷ năm trước, Trái Đất hình thành từ đám mây bụi và khí còn sót lại sau khi Hệ Mặt Trời ra đời. Trong giai đoạn đầu tiên, hành tinh này là một khối cầu nóng chảy với những vụ va chạm liên hành tinh dữ dội. Không khí ngột ngạt, khí độc tràn ngập, nhiệt độ bề mặt có thể lên đến hàng ngàn độ C.
Sau hàng trăm triệu năm nguội dần, bề mặt Trái Đất bắt đầu hình thành lớp vỏ cứng. Hơi nước từ các vụ phun trào núi lửa ngưng tụ tạo thành mưa, và mưa kéo dài hàng nghìn năm đã tạo nên những đại dương nguyên thủy – nơi sự sống bắt đầu manh nha.
Khoảng 3.8 tỷ năm trước, những dạng sống đầu tiên xuất hiện – các sinh vật đơn bào nguyên thủy. Chúng không có nhân điển hình, được gọi là prokaryote, tiêu biểu là vi khuẩn và vi khuẩn cổ. Chúng sinh sôi trong các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy biển, nơi cung cấp năng lượng và hợp chất cần thiết để duy trì sự sống.
Một bước tiến vượt bậc xảy ra vào khoảng 2.5 tỷ năm trước: sự xuất hiện của vi khuẩn lam – sinh vật biết quang hợp. Chúng giải phóng oxy vào khí quyển lần đầu tiên. Quá trình này kéo dài hàng trăm triệu năm, tạo ra sự kiện gọi là Đại Thảm Họa Oxy (Great Oxygenation Event). Oxy độc hại đối với nhiều sinh vật kỵ khí thời bấy giờ, dẫn đến một đợt tuyệt chủng hàng loạt. Tuy nhiên, chính sự kiện này đã đặt nền móng cho sự sống tiến hóa theo hướng mới – sự sống cần oxy.
1.8 tỷ năm trước, xuất hiện những sinh vật nhân thực đầu tiên (eukaryote) – có nhân và các bào quan bên trong tế bào. Chúng là tổ tiên của mọi loài thực vật, động vật và nấm hiện nay.
Từ 1.2 tỷ đến 600 triệu năm trước, các sinh vật đa bào bắt đầu hình thành, phát triển thành các dạng cơ thể đơn giản như tảo, bọt biển và sinh vật biển mềm.
600 triệu năm trước, trong giai đoạn gọi là kỷ Ediacara, nhiều loài sinh vật kỳ lạ phát triển. Chúng có cơ thể dẹp, hình đĩa hoặc hình lá, sống dưới đáy đại dương, nhưng không có xương, không có bộ phận phức tạp như tim hay não.
Tuy nhiên, Tiền Cambri kết thúc không yên bình. Các nhà khoa học phát hiện bằng chứng về những kỷ băng hà toàn cầu trong thời kỳ này, điển hình là kỷ băng hà Huronian và sự kiện Trái Đất cầu tuyết khoảng 720 - 635 triệu năm trước, khi toàn bộ hành tinh bị phủ kín băng tuyết. Nhiệt độ giảm sâu, sự sống đối mặt với nguy cơ tuyệt diệt.
Nhưng sự sống không biến mất. Ở những vùng biển sâu, gần các miệng phun thủy nhiệt, các dạng sống vẫn tồn tại và tiến hóa âm thầm.