Quá trình diễn thế sinh thái sơ cấp bắt đầu trên địa hình không có sự sống. Không có đất, không có hạt giống, không có chất hữu cơ. Chỉ có đá trần, dung nham nguội hoặc cát mới lộ ra. Những sinh vật đầu tiên xuất hiện là các loài tiên phong: địa y, rêu và một vài loài thực vật cứng cáp. Chúng phân hủy đá, giữ ẩm và tạo nên lớp đất mỏng đầu tiên. Qua nhiều thập kỷ và thế kỷ, nhiều loài khác xuất hiện. Cỏ và cây bụi bén rễ. Côn trùng và động vật nhỏ di chuyển đến. Cuối cùng, cây cối mọc lên và một khu rừng hình thành.

Quá trình diễn thế sinh thái sơ cấp diễn ra chậm. Nó có thể mất hàng trăm hoặc hàng nghìn năm. Quá trình chính xác phụ thuộc vào khí hậu, loại chất nền và các loài sinh vật hiện diện xung quanh. Hai ví dụ nổi tiếng là sườn núi lửa của núi St. Helens sau vụ phun trào năm 1980 và các hòn đảo được hình thành bởi Surtsey ngoài khơi Iceland vào những năm 1960. Các nhà khoa học đã theo dõi sát sao cả hai, quan sát cách sự sống xâm chiếm vùng đất mới. Quá trình này không diễn ra theo đường thẳng. Các tác động như cháy rừng hoặc sạt lở đất có thể làm thay đổi một phần trình tự diễn thế.

Các giai đoạn của quá trình kế thừa sinh thái sơ cấp

• Bề mặt trơ trụi: không có đất hoặc sự sống.
• Các loài tiên phong: địa y, rêu, các loài thực vật chịu lạnh tốt.
• Trình độ trung cấp: cỏ, cây bụi, cây thân gỗ nhỏ.
• Giai đoạn cuối: rừng trưởng thành hoặc quần xã đỉnh điểm.

Diễn thế sơ cấp là một trong những minh chứng rõ ràng nhất cho thấy hệ sinh thái không cố định. Chúng tự hình thành từ con số không, nếu có đủ thời gian.