공통 조상의 증거
지금까지 알려진 지구상의 모든 생물들은 본질적으로 동일한 세포 구조로 이루어져 있다. 원핵생물을 포함한 모든 세포는 RNA, DNA와 같은 유전 물질을 통해 단백질을 생성하고 생장한다. 또한 진핵생물은 리보솜, 미토콘드리아와 같은 세포 소기관을 지니고 있으며 이들의 구성 방식과 역할은 생물 종과 관계없이 똑 같다. 이는 모든 생물이 동일한 공통 조상에서부터 진화한 것임을 뒷받침한다.
세포내 공생설
대부분의 세포소기관과는 달리 이들이 핵의 지배를 받지 않고 (자체 DNA를 가지며 필요한 효소 일부를 자가 합성할 수 있다.) 독자적인 행동을 하는 미토콘드리아와 엽록체의 유사성에 착안하여 그들의 기원을 설명하기 위한 가설이다. 이 가설에 따르면 미토콘드리아는 호기성 세균(세균인 프로테오박테리아(proteobacteria)나 세균이 아닌 리케차(rickecha))에서 엽록체는 호기성광합성세균(시아노박테리아(cyanobacteria))에서 유래하였을 것으로 보인다.