לפי התנ"ך, אדם וחוה היו האיש והאישה הראשונים על פני האדמה. על פי הסיפור, הם נוצרו מעפר וחיו בגן עדן, והם מהווים את אבות האנושות כולה. למרות שסיפור זה עשוי להישמע דמיוני, מחקרים מדעיים עכשוויים מצביעים על כך שיתכן וחלקים מהסיפור מבוססים על מציאות היסטורית.
התנ"ך מתאר את גן עדן כמקום של שפע ופוריות, ומספק תיאור גיאוגרפי מדויק יחסית. דרך הגן זורם נהר המתפצל לארבעה: פישון, גיחון, חידקל (טיגריס) ופרת. מבין אלה, החידקל והפרת עדיין קיימים בעיראק המודרנית, בעוד שהגיחון והפישון מעורפלים הרבה יותר ומיקומם, אם הם עדיין קיימים, אינו ידוע בוודאות. לאורך השנים הוצעו מיקומים רבים ומגוונים לגן עדן, החל מאיראן ומונגוליה ועד למחוז ג'קסון במיזורי.
המיקום המשוער המתקבל ביותר על הדעת הוא באזור מסופוטמיה, שמשמעות שמו ביוונית עתיקה היא ״בין נהרות״. אזור זה משתרע בין נהרות החידקל והפרת, וכולל את מזרח סוריה, צפון-מערב טורקיה ורוב שטחה של עיראק המודרנית. פרופסור אריק קליין, ארכיאולוג מאוניברסיטת ג'ורג' וושינגטון, תומך בתיאוריה זו ומסביר בספרו ״מעדן לגלות״ שהמיקום הגיוני מנקודת מבט טקסטואלית, שכן התיאור התנ"כי מציין שהגן נמצא "במזרח" (כלומר מזרחית לישראל).
אזור זה, המכונה 'הסהר הפורה', היה המקום שבו התרחשה המהפכה הניאוליתית לפני 10,000 עד 20,000 שנה. כאן בויתו לראשונה צמחים וחיות, והאדמה העשירה בזכות משקעי שני הנהרות אפשרה את זריעת הדגנים הראשונים וקצירתם באופן מכוון. זה היה המעבר הראשון מחיי נוודות של ציידים-לקטים לחיים חקלאיים מיושבים. פרופסור קליין מציין שהאזור הפך למעין גן עדן חקלאי עבור התושבים המקומיים במיוחד לאחר המצאת ההשקיה במהלך האלף הרביעי לפני הספירה.
קיימות הקבלות משמעותיות בין סיפור הבריאה התנ"כי למיתוסים העתיקים ביותר מהאזור. השומרים, שנחשבים לציביליזציה האנושית הראשונה, תיעדו מיתוס בריאה בשם "אנומה אליש" (שמשמעותו "כאשר למעלה"), המתאר את בריאת השמים והארץ מגוף מים ראשוני וכאוטי, באופן דומה מאוד לתיאור בספר בראשית. ארכיאולוגים מסבירים דמיון זה בכך שהמיתוס השומרי הועבר במשך השנים עד לישראלים במאה השנייה לפני הספירה, מה שמרמז על כך שסיפור אדם וחוה עשוי לשקף נרטיב עתיק על ראשית הציביליזציה באזור עיראק המודרנית.
מבחינה מדעית, מחקרים גנטיים מראים שכל בני האדם החיים כיום הם אכן צאצאים של אישה אחת, המכונה "חוה המיטוכונדריאלית". זהו תוצר של תהליך טבעי שבו רוב השושלות הגנטיות יגיעו לקיצן עם הזמן. לא משנה כמה גדולה האוכלוסייה ההתחלתית, בהינתן אוכלוסייה יציבה, הסיכויים הם שרוב השושלות הנשיות יגיעו בסופו של דבר לקיצן. הדנ"א המיטוכונדריאלי הוא סוג של חומר גנטי המועבר מאמהות לילדיהן, ובהינתן אוכלוסייה יציבה, רוב הקווים הנשיים ייכחדו בסופו של דבר, עד שנותרת רק נקבה אחת שהחומר הגנטי שלה ממשיך להיות מועבר הלאה.
ב-1987 נערך מחקר מקיף שבדק את הדנ"א המיטוכונדריאלי של 147 אנשים מרחבי העולם. החוקרים השוו את ההבדלים בדנ"א שלהם וחישבו את מספר המוטציות שהיו צריכות להתרחש מאז האב הקדמון המשותף האחרון. מכיוון שדנ"א צובר מוטציות בקצב קבוע, מדענים יכולים להשתמש ב"שעון גנטי" זה כדי לגלות לפני כמה זמן לכולם היה אותו דנ"א. החוקרים השתמשו בשיטה זו כדי לקבוע שחוה המיטוכונדריאלית חיה באפריקה לפני כ-200,000 שנה. חשוב להדגיש שהיא לא הייתה האדם הראשון על כדור הארץ אלא הייתה חלק מאוכלוסייה גדולה יותר.
באופן דומה, קיים גם "אדם כרומוזום Y" שממנו מוצאו של כרומוזום Y בכל הגברים החיים כיום. מחקר משנת 2013 שכלל 1,200 גברים מסרדיניה העלה שאדם זה חי גם הוא לפני כ-180,000-200,000 שנה. חשוב להדגיש שאין הכוונה שהאנושות התפתחה מזוג בודד; שני אבותינו הקדמונים המשותפים האחרונים חיו כנראה במרחק של מאות אם לא אלפי שנים זה מזה ובוודאי מעולם לא נפגשו, קל וחומר שלא היו להם ילדים ביחד. מעמדם הייחודי כאבות הקדמונים המשותפים של האנושות הוא רק תוצר של סטטיסטיקה ולא של התערבות אלוהית כלשהי.
ד"ר ג'ושוע סוואמידאס, ביולוג מאוניברסיטת וושינגטון, מציין במאמרו ב-"Perspectives on Science and Christian Faith" שאין מניעה מדעית לכך שהאנושות מוצאה מזוג יחיד. הוא מסביר שאנשים רבים הם כל אחד בנפרד אבות קדמונים של 'כל החיים', וכל בני האדם החיים הם צאצאים של כל אחד מאבות קדמונים אוניברסליים אלה. זה נכון גם לגבי כל החיים בשנת 1 לספירה, או בתחילת ההיסטוריה המתועדת, ושניים מהם יכולים להיות זוג מסוים, שנקראים אדם וחוה בכתבי הקודש. עם זאת, חשוב להדגיש שד"ר סוואמידאס אינו מציע הוכחה חיובית לקיומם של אדם וחוה, אלא רק מראה שאין בביולוגיה האבולוציונית דבר השולל את קיומם.
פרופסור ויליאם ליין קרייג מאוניברסיטת יוסטון הנוצרית מציע שאדם וחוה היו למעשה בני ההומו היידלברגנזיס, שחיו לפני כמיליון עד 750,000 שנה. הוא מבסס את טענתו על קריטריונים כמו יכולת חשיבה מופשטת, עומק תכנון, חדשנות טכנולוגית ושימוש בסמלים. במאמרו ב-"First Things", הוא טוען שניתן לזהות באופן סביר את אדם וחוה כשייכים לאב הקדמון המשותף האחרון של ההומו ספיאנס והניאנדרטלים. למרות שאין דבר בלתי אפשרי בטענה זו, היא לא מציגה הרבה ראיות חיוביות. גם אם הומו היידלברגנזיס היה האדם הראשון ובני האדם יכלו להיות צאצאים של זוג יחיד, עדיין אין סיבה להאמין שזוג זה היה בני האדם היחידים על כדור הארץ. בנוסף, תיאוריה זו מעוררת קשיים נוספים - היא אינה מתיישבת עם המיקום המשוער של גן עדן בעיראק, ועצם הרעיון שאדם וחוה לא היו אפילו הומו ספיאנס עשוי לזעזע חלק מההוגים השמרניים יותר.
חלק מהמדענים מתחו ביקורת על הרעיון ש"אנושיות" היא תכונה בינארית עם נקודת התחלה פשוטה. למרות זאת, נקודה מעניינת היא שאין בתיאוריות האבולוציה הנוכחיות שלנו דבר השולל במפורש את האפשרות לקיומם של אדם וחוה מקוריים, לפחות במובן מסוים. עם זאת, הדיון בשאלה זו ממשיך להיות מורכב ומעורר מחלוקת בקרב מדענים והוגי דעות.