Maapallon on arvioitu syntyneen 4,6 miljardia vuotta sitten. Kuuma planeetta oli eloton, ja vuosimiljoonien aikana merien rannikoille muodostui aluksi yksinkertaisia kemiallisia yhdisteitä. Myöhemmin monimutkaisemmista yhdisteistä kehittyi mikroskooppisen pieniä orgaanisia aineita sisältäviä rakkuloita. Rakkulat pystyivät jakautumaan uusiksi rakkuloiksi ja näin tapahtui alkusynty meressä neljä miljardia vuotta sitten. Ensimmäisen solun synty tällaisesta rakkulasta on ollut mahdollinen alkumaapallon oloissa tuliperäisillä alueilla merenpohjassa tai laavan virratessa merenlahtiin. Biologinen evoluutio käynnistyi.

Oletettavasti ensimmäiset solut olivat bakteerien kaltaisia eliöitä, jotka ottivat ympäristöstä aineita. Ensimmäiset omavaraiset eliöt, jotka pystyivät yhteyttämään, olivat syanobakteereita eli sinileviä. Auringonvalon avulla hiilidioksidista ja vedestä valmistui fotosynteesissä sokereita, joihin auringon energiaa sitoutui. Sokerin lisäksi yhteyttämisessä valmistui happea, jota vapautui ympäristöön. Vapautunut happi (O₂) muodosti korkealla ilmakehässä otsonia (O₃). Otsonikerroksen muodostuminen suojasi eliöitä UV-säteilyltä ja elämän nousu maalle mahdollistui seuraavaksi.

Ensimmäisillä eliöillä, bakteereilla ja sinilevillä ei ollut rakenteessaan tumaa laisinkaan. Myöhemmin kehittyneillä yksisoluisilla eliöillä oli monimutkaisempi solurakenne. Niillä aitotumaisina oli jo solulimassa tumakotelon ympäröimä tuma sekä monia muita soluelimiä. Nämä rakenteet mahdollistivat aiempaan nähden tehokkaamman aineenvaihdunnan. Aitotumaisten fossiileja on ajoitettu 500 miljoonan vuoden ikäisiksi. Evoluutio eteni edelleen, kun alkoi kehittyä monisoluisia eliöitä. Elämän esihistorian kausi, kehitys alkusynnystä ensimmäisiin monisoluisiin, kesti neljä miljardia vuotta. Tämän ajanjakson osuus on siis noin 90 prosenttia maapallon koko iästä!

Alkumaapallon aikana meteoriittipommitus, jatkuva salamointi ja Auringon UV-säteily saivat aikaan monimutkaisia kemiallisia yhdisteitä. Tätä kutsutaan kemialliseksi evoluutioksi. Elämän esihistorian kaudella (elämän alkuaika) kehittyivät ensimmäiset solut.