בעוד הדתות הסתמכו על סיפורי יצירה כדי להסביר כיצד החלו החיים על כדור הארץ, מדענים ניסו לעשות זאת משערים דרכים אפשריות שמולקולות אורגניות (אבני הבניין של החיים) התחברו להיווצר חי תאים. ישנן מספר השערות לגבי האופן בו החיים התחילו על פני כדור הארץ הנלמדים עד היום. עד כה, אין הוכחה מוחלטת לאף אחת מהתיאוריות. עם זאת, קיימות עדויות חזקות למספר תרחישים.
האווירה הקדומה של כדור הארץ הייתה מה שנשקול עתה כסביבה עוינת למדי. עם מעט חמצן או ללא חמצן, לא הייתה שכבת אוזון מגן סביב כדור הארץ כמו שיש לנו עכשיו. משמעות הדבר היא שקרניים אולטרה סגולות חרוכות מהשמש יכולות להגיע בקלות לפני השטח של כדור הארץ. רוב האור האולטרה סגול נחסם כעת על ידי שכבת האוזון שלנו, מה שמאפשר לחיים את הארץ. ללא שכבת האוזון, החיים ביבשה לא היו אפשריים.
זה מוביל מדענים רבים להסיק כי החיים כנראה התחילו באוקיינוסים. בהתחשב בכך שרוב כדור הארץ מכוסה במים, הנחה זו הגיונית. זה גם לא קפיצת דרך להבנת קרניים אולטרה סגולות יכולות לחדור לאזורים הרדודים ביותר של מים, כך שהחיים עשויים החלו איפשהו במעמקי האוקיאנוס, שם היה מוגן מאותו אולטרה סגול אור.
על קרקעית האוקיאנוס ישנם אזורים המכונים פתחי אוורור הידרותרמיים. האזורים התת-מימיים החמים להפליא האלה שורצים חיים פרימיטיביים מאוד עד היום. מדענים המאמינים בתורת האוורור ההידרותרמית טוענים כי אורגניזמים פשוטים מאוד אלה היו יכולים להיות צורות החיים הראשונות בכדור הארץ.
תוצאה נוספת של שיש מעט אטמוספרה סביב כדור הארץ היא שמטאורים נכנסו לעיתים קרובות למשיכת הכבידה של כדור הארץ והתנגשו בכוכב הלכת. זה עדיין קורה בעידן המודרני, אך האווירה העבה מאוד שלנו ושכבת האוזון עוזרים לשרוף את המטאורים לפני שהם מגיעים לאדמה וגורמים נזק. עם זאת, מכיוון ששכבות ההגנה הללו לא היו קיימות עם התהוותם לראשונה של החיים, המטאורים שפקדו את כדור הארץ היו גדולים ביותר וגרמו נזק רב.
בגלל שביתות המטאור הגדולות הללו, השערו המדענים כי ייתכן שחלק מהמטאורים שפגעו בכדור הארץ נשאו תאים פרימיטיביים מאוד, או לפחות אבני הבניין של החיים. תורת פנספרמיה לא מנסה להסביר כיצד התחילו החיים בחלל החיצון; זה מעבר לתחום ההשערה. עם תדירות תקיפות המטאורים בכל רחבי כדור הארץ, לא רק שההשערה הזו יכולה להסביר מאיפה החיים הגיעו, אלא היא גם יכולה להסביר כיצד החיים מתפשטים על אזורים גיאוגרפיים שונים.
בשנת 1953, הניסוי של מילר-אורי היה כל הבאז. מכונה בדרך כלל "מרק קדמוני"מושג, מדענים הראו כיצד ניתן ליצור בעזרתם אבני בניין של חיים, כמו חומצות אמינו רק "מרכיבים" אורגניים מעטים במסגרת מעבדה שהוקמה כדי לחקות את תנאי מוקדם כדור הארץ. מדענים קודמים, כמו אופרין והאלדאן, העלו השערה כי ניתן ליצור מולקולות אורגניות ממולקולות אורגניות שניתן למצוא באטמוספירה של כדור הארץ הצעיר. עם זאת, הם מעולם לא הצליחו לשכפל את התנאים עצמם.
מאוחר יותר, כאשר מילר ואורי קיבלו על עצמם את האתגר, הם הצליחו להראות במסגרת מעבדה כי השתמשו רק בכמה מרכיבים עתיקים כמו מים, מתאן, אמוניה, ו חשמל כדי לדמות שביתות ברקים - שילוב של חומרים שכונו "המרק הקדמוני" - הם יכולים ליצור כמה מאבני הבניין המרכיבות החיים. בעוד שבאותה תקופה זו הייתה תגלית ענקית והוערכת כתשובה כיצד החלו החיים על פני כדור הארץ, הם היו מאוחרים יותר קבע שחלק מ"המרכיבים "ב"מרק הקדמוני" למעשה לא היו באווירה של ראשית הדרך כדור הארץ. עם זאת, עדיין היה חשוב לציין כי מולקולות אורגניות נוצרו בקלות יחסית מחתיכות אורגניות, וייתכן שתהליך זה מילא תפקיד בהתפתחות החיים על כדור הארץ.