Lynn Margulis mungkin adalah salah satu ilmuwan paling terkemuka di abad ke-20 dan awal abad ke-21. Kontribusi utamanya pada biologi secara umum dan, lebih khusus lagi pada teori evolusi, adalah hipotesisnya tentang endosimbiosis serial. Selain itu, ia memiliki kontribusi besar lainnya dalam evolusi, terutama dalam teori ekologi Gaia (memberi makhluk hidup peran mendasar dalam perubahan ekologis Bumi untuk mendukung kehidupan), atau dalam virus AIDS, HIV. Kontribusinya terhadap evolusi sedemikian rupa sehingga binomial Lamarck-Darwin diperluas untuk memasukkannya ke dalam teori-teori evolusi yang sedang dipelajari (Lamarck-Darwin dan Margulis).
Di antara banyak bukunya tentang masalah ini, Margulis mengklaim bahwa karyanya didasarkan pada teori dua pendahulunya. Tidak seperti ilmuwan cararn lainnya, Margulis memiliki keterampilan komunikasi yang hebat. Sebagian berkat kemudahan berekspresi dan prosanya yang sederhana, ia berhasil menyebarkan teorinya dengan sukses besar. Hal ini menyebabkan penerimaan teorinya jauh sebelum ilmuwan terkenal lainnya, seperti Barbara McClintock, yang karya sains populernya kental dan tidak terlalu komunikatif.
Teori endosimbiosis serial didukung secara luas saat ini. Di dalamnya, didalilkan bahwa asal usul eukariota adalah karena simbiosis berturut-turut antara beberapa prokariota uniseluler. Meskipun tidak jelas siapa yang terlibat siapa, sangat mungkin bakteri dan archaea bergabung (satu memasuki sitoplasma yang lain). Selama proses ini, yang biasanya berakhir dengan salah satu dari dua sel dibunuh oleh yang lain, keadaan simbiosis atau keseimbangan tercapai, di mana kedua belah pihak menerima sesuatu dari yang lain, dengan saling menguntungkan. Endosimbiosis ini terbukti sebagai asal mula mitokondria. Studi DNA organel ini dan perbandingannya dengan alpha proteobacteria memungkinkan penemuan asal organel sel eukariotik yang sangat diperlukan dan menentukan ini. Kemudian, selama evolusi eukariota, endosimbiosis kedua (karenanya disebut serial) akan mencakup cyanobacterium di dalamnya, yang pada akhirnya akan menghasilkan kloroplas.
Asal usul inti eukariotik lebih rumit untuk ditentukan, tetapi teori simbiosis serial juga mencakup pembentukannya, serta beberapa organel lain, seperti flagel, yang berasal dari spirochete.
Jelas, untuk merumuskan teori evolusinya sendiri, Margulis harus menyerang sebagian dari karya sebelumnya yang dikumpulkan tentang teori sintesis evolusi cararn. Namun, komunitas ilmiah sudah tahu bahwa teori ini menderita, yang tidak mampu menjelaskan beberapa lompatan evolusioner cepat yang terjadi selama sejarah makhluk hidup. Demikian pula, ia mengusulkan bahwa perolehan karakteristik baru di dunia multiseluler dapat menjadi produk dari proses simbiosis antara organisme yang berbeda. Dengan cara ini, proses evolusi akibat mutasi DNA mengambil tempat di belakang. Meskipun sudah dianggap bahwa proses mutasi yang menguntungkan terlalu lambat dan jarang untuk menjelaskan evolusi.