Самые древние свидетельства жизни, имеющие возраст 3,8 миллиарда лет, были обнаружены в породах Гренландии. Причем это были не отпечатки, а лишь косвенные (по определенному составу пород) подтверждения того, что имел место фотосинтез (реакция, характерная для некоторых живых существ). Наиболее древние отпечатки бактерий, сравнимые с современными строматолитами (известковыми конкрециями, продуктами жизнедеятельности бактерий), имеют возраст 3,55 миллиарда лет и обнаружены в Австралии. Похожие отпечатки были найдены в Южной Африке (3,5 миллиарда лет) и в Канаде (2 миллиарда лет). Среди этих бактерий выделяются, в частности, волокнистые формы, похожие на современный цианобактер (осуществляющие фотосинтез организмы, которые раньше называли синезелеными водорослями). Все эти организмы были очень маленького размера (менее 60 микрометров) и принадлежали к группе прокариотов (организмов, состоящих из одной клетки и не имеющих ядра).

Цианобактеры, населявшие Землю в начале развития жизни, сыграли очень важную роль. В процессе фотосинтеза они вырабатывали кислород. В высоких слоях атмосферы этот газ трансформировался в озон-слой, защищавший живые существа от космического излучения. Позже его начали использовать для дыхания другие живые существа. Около 1,4 миллиарда лет назад появились клетки большого размера (от 100 до 600 микрометров), которые, как полагают, были первыми известными эукариотами (клетками, содержащими ядро). Эти организмы сильно отличались от своих предшественников, поскольку обладали ядром, изолировавшим хромосомы от остальной клетки, а также органоидами (митохондриями и хлоропластами). В целом считается, что эти органоиды произошли из безъядерных клеток, которые, оказавшись связанными посредством симбиоза с другими, составили единую клетку с ядром. Присутствующие в клетках водорослей и растений хлоропласта, в которых происходят реакции фотосинтеза, были продуктами цианобактер. Митохондрии, имеющиеся в клетках всех эукариотов и осуществляющие дыхание клетки, были продуктами других бактерий.

Примерно 800-700 миллионов лет назад океаны населили первые многоклеточные организмы. Эти животные с мягким телом (медузы, актинии) развивались необычно, принимая разнообразные сложные формы.

К концу докембрия климат сильно изменился: начался ледниковый период, за которым вновь последовало потепление. Началась эра палеозоя, произошли огромные эволюционные изменения: большинство животных с мягким телом исчезло, начали развиваться виды с минеральным скелетом.