生物进化中的一个重要的未解之谜就是生命起源之谜。科学自从与宗教分道扬镳，抛弃了生命的神创论后，就必须面对生命起源的问题。对于这个问题，在生物学史上一度盛行过自然发生说。该学说认为在地球目前的条件下，生物可以从非生命的物质中迅速而直接地产生出来。例如从腐肉中生出蛆，从潮湿的土壤中产生出青蛙及老鼠。这些表面现象虽然可以观察到，但却是不完整的事实。后来发现，只有苍蝇在肉上产卵，肉才会长出蛆；小青蛙和小老鼠也不是由土壤和水分生成的，而分别是已有的青蛙和老鼠的后代。另外，通过实验还证明了现代的微生物也不可能自然发生。这样就使得自然发生说再也站不住脚了。不过，自然发生说强调了生命与非生命物质之间在发生上的联系，这对其后的生命起源学说还是有启示的。此外，还流行过“天外胚种论”。这一观点认为宇宙中存在着一些生命胚种，它们以孢子的形式在太空中游荡，如果落在一个合适的行星上，便会发育成活跃的生命，地球上的生命就是从天外飞来的。但是现代科学发现，星际空间中有强烈的紫外线和其他高能宇宙射线，会很快杀死有生命的孢子，使它们难以在星球之间传播。虽然有人提出宇宙中的生命孢子是通过深藏在陨石中而被传播，但这种说法也是缺乏科学根据的。而且，这同样要面对宇宙中生命起源的问题。早在20世纪20年代，俄国的生物化学家奥巴林和英国的遗传学家荷尔登就提出了由化学进化而产生原始生命的观点，他们是对生命起源进行研究的先驱者。此后，大量的有关研究都支持这种观点，但是对于最原始的生命是由什么构成却有不少分歧。它们是蛋白质呢？还是核酸？还是两者的复合体？各种看法都有不少的支持者，真是众说纷纭。