酸素を生み出したシアノバクテリアは細胞内に核を持たない細菌であるが、21億年前の縞状鉄鉱床から細胞内に核を有する真核生物の化石が1992年に発見された。これはグリパニア(grypania)と呼ばれて、コイル状の管からできている。およそ17億年前ごろから球形をした化石が無数に見つかっている。精巧な細胞壁を持っているものがあり、原始的な藻類の胞子だと考えられている。これらはアクリタークと命名されている。大きさは時代が新しくなるにつれて大きくなるが直径が数分の一ミリメートル程度である。
太古代の生物は、古細菌と真正細菌が主体であった。原生代に入るとより進化し複雑な組織を持つ真核生物が繁栄し、原生代の後期には多細胞生物が生まれた。原生代最後のエディアカラ紀の地層からは多数の動物の化石が見つかっている。
原生代後期に相当する地層から「氷河に起因する堆積物」が世界各地で発見されており、この時代に何度か寒冷な時期があった事が判明している。特にスターチアン氷河時代（7億3,000万年-7億年前）とマリノニアン氷河時代（6億6,500万-6億3,500万年前）には当時の赤道近くの地層からも氷河に起因する堆積物が見つかっており、地球が非常に寒冷化したことが分かっている。当時の地層から採取された岩石の分析結果（炭素同位体比）から、当時の生物圏が壊滅的な打撃を受け、地球上の全ての生物活動がほとんど停止していたことが判明した。この現象を研究したカリフォルニア工科大学のカーシェビンクは、この時代に地球全体が凍結したスノーボールアース現象が起こったとしている。
プレートテクトニクスでは、プレートが動くことでその上の陸地も地表を移動する。地球の歴史では殆どの大陸が1か所に集結して巨大な超大陸を形成したことがあった。顕生代に存在したパンゲアは有名であるが、原生代後期の10億年前頃にも「地上のほとんどの陸地が集まった超大陸」が存在したとする検討結果が1990年頃から報告されている。この超大陸はロディニア大陸と呼ばれるが、約7億年前に3つに分裂した。ロディニアはそれ以前にあった比較的大きなヌーナ大陸・コロンビア大陸・アトランティカ大陸の3つが合体したものである。これら3大陸は約19億年前にあった活発な大陸成長のピーク期に、もっと小さな陸地が集合し成長して生成した。
プランクトン（オキアミを含む小型甲殻類やその幼生、頭足類の幼生など）のほか、小魚、海藻などを摂食する。海水と一緒にそれらの生物を口腔内に吸い込み、吸い込んだ水の中から微細な生物だけを濾し取り食べるための櫛（くし）状の器官である鰓耙（さいは）で濾し取り、鰓裂から水だけを排出し、残った生物を呑み込むという摂食方法である。プランクトンは海面付近に多いため、ジンベエザメも海面近くでほとんどの時間をすごす。サンゴの産卵期にはその卵を食す。海面付近に漂う餌を効率よく口内に吸い込むために、体を垂直近くにまで傾ける習性が見られる。このため、大きな個体を飼育する沖縄美ら海水族館では、ジンベエザメの成熟した個体がそのような姿勢をとるに十分な大水槽の水深を10 mとしている。本種とイワシ等の小魚はともにプランクトンを主食としているため、両者は同じ海域に餌を求めることが多い。小魚やその小魚を餌とする中型の魚はカツオやマグロといった大型回遊魚の餌であるから、本種のいる海域には大型回遊魚の群れがいる可能性も高くなる。これに関連する民俗的事象については「人間との関係」の項を参照のこと。マグロはジンベエザメに常に付いてまわる訳ではない。動きは緩慢で、遊泳速度は平均4 km/h、最大でも13 km/h程度である。性格はいたって温厚で、人が接近しても危険性は低い。非常に臆病で、環境の変化に弱いため、飼育は難しいとされる。大阪市の海遊館や沖縄県の国営沖縄水族館（現・沖縄美ら海水族館）などで長期の飼育記録がある。繁殖についてはあまり分かっていないものの、数年に一回の割合でしか出産しない繁殖力の低い動物である。かつては卵生であると信じられていたが、1995年に台湾で全長10.6m、体重16トンの妊娠中のメスが捕獲され、約60㎝に成長した生まれる直前の稚魚が307匹見つかり卵胎生であることが判明した。卵は長径30 cm、短径9 cmに達するものもあり、メスの胎内で孵化した後、40 cmから60 cmに達した状態で出産される。約30年で成熟し、60年から70年ほどを生きる。なかには150年を生きるとの説もある。濾過摂食動物は生態ピラミッドの最低位にあるプランクトンを主食とする低次消費者のニッチ（生態的地位）である。しかし、動物史上では、この地位にこそ最大級の種が含まれていることが多い。濾過摂食性のニッチの占有者は生態系の中で常に存在していたはずであり、ときに最大級の種の存在が確かめられる。軟骨魚類としてはジンベエザメやウバザメ、オニイトマキエイなどがその好例であり、海生動物全体ではヒゲクジラ類が筆頭に挙げられる。また、過去の時代では中生代の一時期を生きた硬骨魚類のリードシクティスが、シロナガスクジラに迫る史上最大級の動物である。最も生物総量に優れた最小の消費者（実際は生産者も含む）を優先的に大量に摂ることは生物的強者でなければ許されない特権とも言える。彼らは低次消費者ではあるが、その意味で「勝利者」である。このニッチの占有者（その祖先動物）は競合力の高さによってその地位を獲得していったと推測される。