生命會代謝、會成長、會反應環境刺激、能夠繁殖並傳遞遺傳資訊，具備某種內在的自我組織能力，也在一定程度上具備演化所需的複製與變異機制。這些看似明確的條件，其實都只是我們從地球生命的實際樣貌倒推出來的結論。其中真正值得深入思考的，不只是生命在地球上最初是什麼，而是生命在可能邊界內能成為什麼。也就是說，生命的起源問題並不是單純問「生命如何開始」，而是問「在物理與化學許可的範圍內，生命有哪些可能的形式，或許地球上的生命只是其中一個實現」。 而生命能夠存在，原因不在地球或生物分子的特殊命運，它的形成建立於一系列嚴格的化學與物理制約。要理解古代地球上生命能否誕生，必須先理解有哪些化學組合是被允許的，又有哪些根本不可能在當時的環境下形成。這些限制既來自物質層面的物理化學定律，也來自行星尺度的地質過程。我們必須同時考量能量來源、物質循環、化學穩定度，以及早期地球在高溫、高壓甚至高輻射條件下可能形成的化學反應路徑。

火星（圖片來源：ESA & MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA，採用  CC BY-SA 3.0  授權） 太陽系中的適居帶（habitable zone）（圖一）範圍不僅包含地球，也涵蓋了火星。但由於火星的內核已經冷卻，無法產生熱對流，因此磁場消失，無法像地球一樣有效防禦太陽風的侵襲。使火星的大氣容易被太陽風剝離至太空中，導致大氣極為稀薄，進而使火星表面的環境變得寒冷而乾燥。儘管如此，火星上仍殘存部分水資源，主要以冰的形式存在，大氣中也含有少量的水蒸氣。美國國家航空暨太空總署（NASA，National Aeronautics and Space Administration）根據火星表面類似水流沖刷形成的條痕，推測約40億年前的火星可能擁有海洋（當時火星尚有磁場）（圖二）。這一推論讓人激起了火星是否曾經存在過生命的問題。