DNA所包含的遗传讯息，是所有现代生命机能，以及生物生长与繁殖的基础。不过目前尚未明了在长达四十亿年的生命史中，DNA究竟是何时出现并开始发生作用。有一些科学家认为，早期的生命形态有可能是以RNA作为遗传物质。RNA可能在早期细胞代谢中扮演主要角色，一方面可传递遗传讯息;另一方面也可作为核糖酶的一部分，进行催化作用。在古代RNA世界里，核酸同时具有催化与遗传上的功能，而这些分子后来可能演化成为目前以四种核苷酸组成遗传密码的形式，这是因为当碱基种类较少时，复制的精确性会增加;而碱基种类较多时，增加的则是核酸的催化效能。两种可达成不同目的功能最后在四种碱基的情形下达到最合适数量。
不过关于这种古代遗传系统并没有直接证据，且由于DNA在环境中无法存留超过一百万年，在溶液中又会逐渐降解成短小的片段，因此大多数化石中并无DNA可供研究。即使如此，仍有一些声称表示已经获得更古老的DNA，其中一项研究表示，已从存活于2亿5千万年古老的盐类晶体中的细菌分离出DNA，但此宣布引起了讨论与争议。