尚未明了在长达40亿年生命史中，脱氧核醣核酸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醣酶的一部分，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，这是因为当硷基种类较少时，复制的精确性会增加；而硷基种类较多时，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硷基的情形下达到最合适数量。