Mặc dù chưa có sự đồng thuận nào về định nghĩa của sự sống trên toàn cầu nhưng các nhà khoa học nhìn chung chấp nhận khái niệm rằng biểu hiện sinh học của sự sống được đặc trưng bởi tổ chức sinh vật, trao đổi chất, sinh trưởng, thích nghi, phản ứng lại kích thích và sinh sản.[41] Sự sống cũng có thể được định nghĩa đơn giản bằng trạng thái tính chất của các sinh vật.

Đặc điểm chung của sinh vật trên cạn (thực vật, động vật, nấm, sinh vật nguyên sinh, vi khuẩn cổ và vi khuẩn) là các tế bào, các tổ chức phức tạp được hình thành trên cơ sở cacbon-và-nước, có sự trao đổi chất, có khả năng sinh trưởng phát triển, phản ứng lại các kích thích và sinh sản. Một thực thể có những đặc điểm này nhìn chung được gọi là sự sống. Tuy nhiên, không phải tất cả định nghĩa về sự sống xem tất cả những tính chất trên là cần thiết. Sự sống nhân tạo cũng có thể được xem là sự sống.

Sinh quyển là phần lớp vỏ bao bọc bên ngoài của Trái Đất – bao gồm đất, bề mặt đá, nước, không khí và khí quyển – bên trong đó có sự sống, và các quá trình sinh học lần lượt thay thế hoặc biến đổi. Trên quan điểm địa sinh lý học, sinh quyển là một hệ sinh thái toàn cầu tích hợp tất cả dạng sống và các mối quan hệ giữa chúng, bao gồm sự tương tác giữa chúng với các thành tố như thạch quyển (đá), thủy quyển (nước) và khí quyển (khí). Hiện tại toàn bộ Trái Đất chứa hơn 75 tỉ tấn (khoảng 6,8×1013 kg) sinh khối, trong đó các loài sống ở nhiều môi trường khác nhau trong sinh quyển.6

Hơn 9/10 tổng sinh khối trên Trái Đất là thực vật sống mà động vật sống phụ thuộc phần lớn vào nó để tồn tại.[43] Hơn 2 triệu loài động và thực vật sống đã được xác định,[44] và ước tính số lượng loài hiện có từ vài triệu đến hơn 50 triệu.[45][46][47] Số cá thể của các loài là không đổi ở các cấp thông lượng khác nhau, với các loài mới xuất hiện và các loài khác bị xóa bỏ trên cơ sở liên tục.[48][49] Tổng số loài hiện đang giảm một cách nhanh chóng.[50][51][52]

Tiến hóa

Sự sống được biết là chỉ tồn tại trên Trái Đất. Nguồn gốc sự sống là một quá trình mà con người vẫn chưa hiểu rõ, nhưng nó được cho rằng đã tồn tại từ cách đây ít nhất 3,5 tỉ năm vào liên đại Hỏa thành hoặc liên đại Thái cổ trên Trái Đất nguyên thủy có môi trường khác rất nhiều so với hiện nay.[53][54][55][56] Các dạng sống này sở hữu các đặc điểm cơ bản về quá trình tự sao chép và đặc điểm di truyền. Khi sự sống xuất hiện, quá trình tiến hóa bằng cách chọn lọc tự nhiên đã tạo ra sự phát triển đa dạng sự sống chưa từng có.

Những loài không thể thích nghi với sự thay đổi của môi trường và sự cạnh tranh của các loài khác thì chúng bị tuyệt chủng. Tuy nhiên, những hóa thạch lưu giữ những bằng chứng về nhiều loài cổ hơn. Bằng chứng hóa thạch và DNA hiện tại cho thấy tất cả các loài tồn tại có thể có tổ tiên phát triển liên tục từ các dạng sống nguyên thủy đầu tiên.[53]

Sự xuất hiện quá trình quang hợp trong những dạng rất cơ bản của thực vật sống trên khắp Trái Đất đã giúp hấp thụ lượng lớn năng lượng mặt trời để tạo nên điều kiện môi trường cho những dạng sống phức tạp hơn.[cần dẫn nguồn] Sự tích tụ oxy trong khí quyển và dẫn đến sự hình thành tầng ozon. Sự kết hợp các tế bào nhỏ hơn thành các tập đoàn lớn đã tạo ra sự phát triển của các tế bào phức tạp hơn được gọi là sinh vật nhân thực.[59] Các tế bào trong các tập đoàn được biệt hóa mạnh hơn, tạo ra các sinh vật đa bào. Cùng với việc tầng ozon hấp thụ các tia cực tím đã giúp cho các sinh vật có thể định cư được trên bề mặt Trái Đất.

Vi sinh vật

Dạng sống đầu tiên phát triển trên Trái Đất là các vi sinh vật, và chúng vẫn giữ nguyên kiểu hình trên hành tinh này qua hàng tỉ năm khi các sinh vật đa bào bắt đầu xuất hiện.[60] Các vi sinh vật là các sinh vật đơn bào thường có kích thước rất nhỏ mà mắt thường không thể nhìn thấy. Chúng bao gồm vi khuẩn, nấm, vi khuẩn cổ và sinh vật nguyên sinh.

Các dạng sống này được phát hiện ở khắp nơi trên Trái Đất nơi có nước lỏng, bao gồm cả cấu trúc bên trong Trái Đất.[61] Sự sinh sản của chúng nhanh chóng và nhiều. Sự kết hợp của tốc độ đột biến và vận chuyển ngang gen cao[62] có khả năng giúp chúng thích nghi cao và có thể sống sót trong các môi trường mới bao gồm cả ngoài không gian.[63] Chúng là một phần thiết yếu của hệ sinh thái trên Trái Đất. Tuy nhiên, nhiều vi sinh vật là tác nhân gây hại đối với sức khỏe của nhiều loài khác.

Thực vật và động vật

Ban đầu Aristotle chia tất cả sinh vật sống thành thực vật và động vật. Trong hệ thống phân loại của Linnaeus, các sinh vật được phân thành giới Vegetabilia (sau này là Plantae) và Animalia. Kể từ đó, việc phân chia trở nên rõ ràng rằng Plantae như ban đầu được xác định bao gồm nhiều nhóm không liên quan, và nấm và nhiều nhóm khác của tảo đã được xếp vào các giới mới. Tuy nhiên, chúng vẫn thường được xem là thực vật trong một số ngữ cảnh. Vi khuẩn đôi khi nằm trong hệ thực vật,[64][65] và một số hệ thống phân loại dùng từ hệ thực vật vi khuẩn (bacterial flora) tách biệt với hệ thực vật (plant flora).

Trong số nhiều cách phân loại thực vật theo các hệ thực vật khu vực, việc phân chia này phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, có thể bao gồm thực vật hóa thạch, đó là những thành phần thực vật còn sót lại của thời kỳ trước. Con người ở nhiều vùng và quốc gia khác nhau rất tự hào về những đặc điểm của hệ thực vật tự nhiên của họ, các hệ này có thể phân bố rộng khắp trên toàn cầu do sự khác biệt về khí hậu và địa hình.

Hệ thực vật khu vực thường được chia thành thực vật bản địa và thực vật nghề vườn và nông nghiệp, kiểu thực vật vườn đề cập đến các loại cây do con người trồng. Trong số các loại "thực vật bản địa" thực chất có thể là du nhập hàng thế kỷ trước do con người di cư từ vùng này sang vùng khác hoặc từ lục địa này sang lục địa khác, và trở thành một phần không thể thiếu của thực vật bản địa hay hệ thực vật tự nhiên của nơi mà chúng được du nhập đến. Đây là một ví dụ cho sự tương tác của con người với tự nhiên có thể xóa nhòa ranh giới về bản chất tự nhiên.

Một nhóm thực vật khác được ghi lại trong lịch sử là cỏ dại. Cách gọi này được các nhà thực vật học dùng để chỉ các loại thực vật "vô ích", cách dùng không chính thức của từ "cỏ dại" để mô tả những thực vật xứng đáng loại khỏi là minh họa khuynh hướng chung của loài người và cộng đồng xã hội về việc mưu cầu sự biến đổi hay tái tạo lại chiều hướng vận động của tự nhiên. Tương tự vậy, các loài động vật thường được xếp thành các nhóm như thuần hóa, động vật nuôi, đông vật hoang dã, loài vây hại, v.v. theo mối quan hệ của chúng đối với con người.

Động vật nằm trong nhóm có nhiều đặc điểm khác biệt với các sinh vật sống khác. Động vật là các sinh vật nhân thực và thường là đa bào (xem Myxozoa), tách biệt với vi khuẩn, vi khuẩn cổ và hầu hết sinh vật đơn bào. Chúng là các sinh vật dị dưỡng, thường tiêu hóa thức ăn trong các khoang bên trong cơ thể, khác biệt với thực vật và tảo. Chúng cũng được phân biệt với thực vật, tảo và nấm do không có thành tế bào.

Với số ít trường hợp ngoại lệ, phần lớn trong đó là bọt biển (Ngành Bọt biển), động vật có cơ thể chuyên biệt thành những mô biệt hóa.[cần dẫn nguồn] Chúng gồm có cơ bắp, dùng để co rút và điều khiển vận động, và một hệ thần kinh, dùng để gửi và chuyển tiếp tín hiệu. Chúng cũng có một khoang tiêu hóa đặc trưng bên trong. Tế bào nhân thực là nền tảng của tất cả các loài động vật, được bao quanh bởi một chất nền ngoại bào giàu đặc tính, xây dựng từ collagen và những glycoprotein đàn hồi. Cấu trúc này có thể bị vôi hóa trở thành những dạng cấu trúc khác như vỏ, xương và gai, một bộ khung nền để các tế bào có thể di chuyển và tái tổ chức trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển và trưởng thành, cũng như hỗ trợ cho những hệ giải phẫu phức tạp cần thiết cho tính di động.