本書從嗜極細菌的發現說起，證明生命的出現也可以是在極端的高壓高溫極酸極鹼或所謂有毒(對人類而言的有毒環境)的環境之中。再以宇宙適居條件引導至天文物理，闡述太陽系生成的原始環境，引接至生命的緣起，由無機物化合成有機物的各種假說。作者再把視角轉至地表之下的地層結構，推論古代地球大氣環境。後段說明板塊運動的成因與對地球上生物的影響。
Chapter 1 宇宙可能處處有生機
現代生物分類法源於18世紀瑞典博物學家林奈(Carolus Linnaeus, 1707–1778)，發明的分類系統，其巨著《自然系統》(拉丁文Systema Naturae)中，自然界被劃分爲三個界：礦物、植物和動物。林奈用了四個分類等級：綱、目、屬和種。在林奈之後，根據達爾文(Charles Darwin)關於共同祖先的原則，此系統被逐漸改進，依序為：界→門→綱→目→科→屬→種(kingdom→division→class→order→family→genus→species)。
然而，古菌的發現讓科學家必須設計出全新的生命類別。美國伊利諾大學生物學者，Carl Woese在1990年提出「三域法」也就是位階高「界」的「域」，在此架構，五界散佈於三域中：細菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya)。真核生物包含植物、動物、單細胞生物和真菌。古菌域細分成兩個早先不存在的界：嗜熱原祖細菌界、甲烷產製原祖細菌界。
圖片來源：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/PhylogeneticTree.png
科學家研究火星的原因之一，火星地層記錄著地球上的地層無法發現的古老生物遺跡，可進而比對地球上相對應的地層，建立太陽系早年環境。就古老岩石而言，火星的化石紀錄或許比地球來得完整，因為火星上少有侵蝕作用或板塊運動，不會抹去數十億年的化石紀錄。
Chapter 2 宇宙的適居區
1978年天體物理學家哈特提出，大約40億年前太陽約比現在暗30%。太陽變亮，適居區範圍就會往外移，因此地球會愈來愈接近適居區內緣。在太陽系存在期間，地球自現在位置至離開適居區所經過的這個區域，稱為「繼續適居區」。根據他的計算，地球與太陽的距離若增加了1%，地球上就會出現失控的冰河作用；若減少了5%距離，就會發生失控的溫室效應。
後來科學家研究發現一種重要的化學作用，二氧化碳─矽酸鹽循環(又名：二氧化碳─岩石循環)。此循環有如溫度調節器，讓地球溫度保持在「健康」的範圍內。如地球變暖，風化作用會加速，移除大氣中的二氧化碳，造成溫度下降；地球太冷時，風化作用與二氧化碳的流失量會下降，而火山繼續釋放二氧化碳，導致地球暖化。這種重要的反回饋系統加寬了地球的適居區範圍。
95%的恆星質量小於太陽，對於質量小於太陽的恆星系統而言，適居區的位置更接近中心。然而太接近天體卻有危險；行星靠近恆星時(或衛星靠近行星)，來自恆星的重力潮汐效應會造成「同步自轉」，也就是說行星繞行恆星的公轉週期和自轉周期將會是一致的，因此行星永遠以同一面面向恆星(這種潮汐鎖定讓月球永遠以同一面面向地球)。
Chapter 3 建造適居的地球
要找到外星系可能有利任何生命形式存在的環境，首要做的工作便是分析地球上各種有利生命存在的條件。地球提供了以下維持高等生命的主要因素(一)至少有微量的碳和其他形成生命的重要元素，(二)地表或接近地表的水，(三)合適的大氣層，(四)長期的穩定狀態，期間地表的平均溫度讓液態水得以留存，(五)重元素富存於地核，並零星散佈於地殼與地函。
關於宇宙發展史，現在較為流行的主要學說為「大霹靂」之說，也就是「渾沌初始」之時。整個宇宙從極端高溫與高度的環境中開展、瞬間生成。宇宙初生的半小時內，從當時環境生成了許多原子，主要是氫、氦，佔了宇宙普通(可見)物質90%以上。此時溫度超過攝氏五千萬度，在這樣高溫中，帶正電的質子(氫原子核proton)偶爾會互相碰撞，撞擊時產生的能量遠超過正電間的靜電排斥作用，因而質子互相融合成為氦。碳是生命誕生以及恆星中產生重元素的重要關鍵。碳無法在大霹靂後的渾沌時刻中生成，因為當時正在擴張的宇宙密度太低，原子碰撞機率太低，無法發生必須的碰撞。一直到紅巨星出現，其內部密度夠高，足以產生碰撞，碳元素才得以形成。由於恆星只有在生命最後10%的時間裡(亦即核心之氫原子消耗殆盡時)才會轉變為紅巨星，因此在大霹歷後數十億年間，宇宙都沒有碳元素。
地球最後的組成，內部區域富含鐵、鎳，也就是地核，其中部分為液態；這就是讓地球形成磁場，是擁有生命之行星的珍貴特性。其次，有足夠的放射性金屬，例如鈾，提供星球內部長期的放射熱能。這讓地球能有持久的內部熔爐，使得長期的造山運動與板塊運動得以進行。最後，初生地球的成分能夠產生低密度薄地殼，因而形成板塊運動。
大型彗星與小行星撞擊，令地表融化成為一層覆蓋全球的熔岩，也就是「岩漿海」；在這時期，地球早期的大陸陸塊就可能已經成形。全球岩漿海的概念來自對月球的研究。許多微行星撞擊固態地球，產生的熱能足以熔化相當月球表面直達400公里深之處。在月球上，岩漿海冷卻時，形成了無數斜長石小型結晶礦物(低密度礦物，含鈣、鋁、矽)，這些礦物結晶浮上表面呈微近100公里厚的低密度地殼。這層古老地殼保留至今，甚至能以肉眼望見，就是月球上明亮、似山岳的高地。不同於月球的成因，地球形成原始陸地的作用可能發生在大型火山結構下。國家地理雜誌網站在2007年12月5日有岩漿海相關報導，網址如下：
http://news.nationalgeographic.com/news/2007/12/071205-magma-ocean.html
科學人雜誌網站亦有一篇相關報導：
http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=363&DocNo=572
Chapter 4 地球生命首次出現
一個胺基酸不算是蛋白質，遑論是生命。英國生物學家荷登指出，人體內的細胞數量與細胞內的原子數量相同。但是一個原子本身並不能算是生命。本章節從探討原始生命形式的定義開始，討論原始的地球環境如何由無機物創造出有機體，進而演化出複雜的生命形式。
在適合蛋白質合成的古代地球環境之下，RNA的形成就看機率了，在該環境之下，隨時都有合成原始生命的機會。科學家估計形成生命所需的時間可能遠少於一千萬年。也因此科學家認為宇宙中，生命存在可能極為普遍。
接著討論生命形成地點。各個科學家所持之生命起源學說，似乎視其專業領域而定！海洋學家認為生命起源於深海火山口；生化學家則偏好地表上的溫暖潮池；天文學家則堅持帶來複合分子的彗星扮演著不可或缺的角色；而業餘時間寫作科幻小說的科學家，則想像地球是接受了星際微生物的「撥種」。
地球上的嗜極微生物古菌能夠生活於極端的環境中，這是古菌所帶來的第一項驚人發現。第二項同樣重大的發現，便是古菌為地球上現存最古老的生物之一，且具有某些學者所說的「原始」特性。現今科學家利用分子生物技術，研究古菌和細菌的基因，發現兩者接近所謂生命之樹的根部。就推測，古菌和細菌的共祖之「祖先」可能就是原始而紊亂的ATP(三磷酸腺苷)合成作用及蛋白質合成作用之細胞。在此細胞之前可能是一團DNA基因組，在蛋白質合成DNA之前為RNA的世界。形成RNA的契機可能就是覆滿早期地球的營養「濃湯」。
如果第一代生物能輕易的交換基因，這樣的研究結果，或許就能解釋為什麼所以生物都有相同的遺傳密碼。
Chapter 5 動物之形成
從細菌到最簡單的多細胞動物，兩者間複雜程度的差距有如一條鴻溝；細菌包含了數萬個基因，但大型動物體內的基因則是以百萬計。本章一開始闡述多細胞動物乃至大型動物的演化，皆是由單細胞生物漸進演化成有組織細胞，演化成不同功能胞器後，被胞飲進入於大型細胞中共生，最後演化成真核細胞中的各個胞器。有些科學家認為，細胞內部的「分室作用」是發展出「複雜後生動物」，亦即動物和較高大植物的必要條件。DNA正是此種假設的主要證明。粒線體與質體(葉綠素所在之處)各有其DNA股，在結構棒比較接近原核DNA，而非真核DNA。粒線體可能曾是自由獨立生存的細菌，能將簡單醣類氧化成二氧化碳和水，並於過程中釋出能量。現今仍有活細菌，如紫色非硫細菌一類的菌種，可能進於原始粒線體的型態。這些併入宿主細胞內的「外來客」，最後會失去細胞壁，而成為宿主的一部份；真核生物因為多了這些胞器，而更接近或達到成現今所熟悉的演化程度。
美國加州理工大學柯胥文教授提出，他簡述了真核生物演化時面臨的問題：
＊真核宿主細胞體型應當夠大，才能吞蝕其他細胞；
＊宿主細胞要能行吞噬作用，才能將入侵者拘於包覆著膜的液泡中，讓粒線體與葉綠體有雙層膜的特性；
＊宿主細胞至少要有細胞支架的雛形；
＊宿主細胞應為共生體提供更穩定的環境，如此天擇才有利於此種結合。
唯一已知能符合所有條件的細菌，是發現於德國的磁細菌。該菌種在體型上大於多數原生生物。這種菌種的每一個細胞，製造了數千個名為磁體的胞器，亦即膜泡中的磁鐵礦(Fe3O4)的細小結晶，而膜泡是由吞噬作用所形成。這些磁體存在於鏈型結構中，此結構讓每一個結晶排列妥當；只有發展出細胞內支撐結構如細胞支架，才能達到上述情形。磁細菌順著地球產生之磁場線游動，藉此讓自己繼續身處最理想的環境中。此種能力令牠成為共生的最佳選擇。因為許多生物體為了存留於適當環中，耗費了大部分代謝能量。在此可以總結柯胥文的假說，行星的磁場，或許是形成較大真核細胞生物的「唯一」途徑之一(待證實)。
1996年，華利、拉文頓和夏珮洛等人依據遺傳分析的結果，發表論文；主張第一次動物分異事件，也就是最早的一次，發生於12億年前。華利等人在文中假設：基因序列會照著一定的規律發展，因此能夠利用一種分子「鐘」來判定個生物群的分異年代。分子鐘技術推論出遺傳密碼的改變，也就是演化，會依照固定速率發生。兩種DNA序列之間的差異愈大，代表自共同祖先分異而出的時間愈久遠。
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