La evolución de la vida en la Tierra comienza hace mucho tiempo: aproximadamente 4,000 millones de años en el pasado. La vida comenzó poco después de que la corteza terrestre se enfriara y se formaran continentes y océanos bien definidos, cuando el planeta tenía solo unos 600 millones de años. Este período antiguo se llama el eón hadeano por las circunstancias desagradables que prevalecían en el planeta en ese momento. A pesar del intenso bombardeo de meteoritos y las temperaturas de la superficie mucho más altas que en la actualidad, de alguna manera surgieron cadenas primitivas de ARN y ADN que se reproducían a sí mismas y, finalmente, evolucionaron hasta convertirse en protocélulas que son los antepasados de toda la vida terrestre.
Todavía hay muchas cosas que no sabemos sobre la abiogénesis, el nombre científico del origen de la vida y el punto de partida de la evolución. Puede haberse originado en las profundidades del subsuelo o en puntos calientes del océano con las reacciones químicas adecuadas. Debido a que la atmósfera en ese momento carecía por completo de oxígeno, las primeras células simples utilizaron dióxido de carbono como fuente de carbono y oxidaron materiales inorgánicos para extraer energía. En cualquier caso, esta vida más temprana no dejó fósiles, por lo que no sabemos mucho al respecto.
Algunas de las primeras formas de vida conocidas fueron células procarióticas (sin núcleo) que pueden haber comenzado a dejar microfósiles básicos hace unos 3.5 millones de años. Estas células usaban la glucólisis, esencialmente, la conversión de azúcares en ATP, como base de su sustento. Hace unos 3 millones de años se produjo posiblemente el hito más importante de la evolución antes del surgimiento de nuestra especie. Fue el advenimiento de la fotosíntesis, iniciada por las cianobacterias que ahora cubren la superficie de la tierra en grandes cantidades. Usando agua como agente reductor, produjeron oxígeno como subproducto, lo que provocó que los niveles atmosféricos de oxígeno subieran y siguieran aumentando. Este hito en la evolución se llamó la catástrofe del oxígeno porque masacró a la mayoría de los organismos en todo el mundo, que no podrían sobrevivir en un ambiente oxigenado. Podemos decir cuándo sucedió esto porque los estratos del período comienzan a contener óxido de hierro u óxido.
Hace 2,100 millones de años, evolucionaron células más avanzadas llamadas eucariotas, con núcleos y orgánulos especializados. Los seres humanos son grandes manchas de células eucariotas. Pasaron otros mil millones de años hasta que se generaron colonias multicelulares complejas por evolución, seguidas por los descendientes de todos los animales, los coanoflagelados, hace solo 600 millones de años. Estos fueron los primeros organismos multicelulares con componentes especializados que les permitieron navegar en busca de alimentos y desarrollar sensores rudimentarios. La evolución había creado nuestros precursores.
El avance evolutivo que condujo a todos los planes corporales básicos, y a los organismos complejos en general, fue la explosión cámbrica, el salto en la evolución que se produjo hace unos 542-530 millones de años. Esto preparó el escenario para todo lo demás. Era solo cuestión de tiempo hasta que la vida comenzara a colonizar la tierra, desarrollando sistemas nerviosos complejos y, finalmente, inteligencia.