Akys iškastiniuose šaltiniuose atsirado maždaug prieš 540 milijonų metų, Kambro laikotarpio aušroje. Kai kuriose televizijos laidose apie paleontologiją akies evoliucija minima kaip Kambro sprogimo priežastis, spartus gyvūnų gyvenimo įvairinimas Kambro laikotarpiu, tačiau tai tik spėlionės. Kambro iškastiniuose sluoksniuose atsiranda daugybė organizmų su akimis, įskaitant trilobitus, konodontus ir didelį į krevetes panašus plėšrūnas Anomalocaris.
Vienu metu buvo manoma, kad akys tikriausiai išsivystė iš šviesai jautrių ląstelių mažiausiai penkiose skirtingose evoliucinėse linijose, tačiau naujesni atradimai verčia tai abejoti, o tai aiškiai rodo, kad visi akių organizmai kilę iš bendro protėvio. Žinoma, kai kurie organizmai, pavyzdžiui, tam tikri urvų faunos tipai, yra kilę iš akių organizmų, bet prarado akis arba turi tik estigalines akis. Visi akių gyvūnai regėjimui naudoja tos pačios rūšies baltymus, vadinamus opsinais. Vis dar yra galimybė, kad šie baltymai išsivystė nepriklausomai skirtingose linijose.
Kreacionistai kartais mini akis kaip organo, kuris yra per sudėtingas, kad galėtų vystytis laipsniškai, pavyzdį, ir turi būti sukurtas dizainerio. Tačiau paleontologai nuo tada įrodė, kaip akis galėjo palaipsniui vystytis nuo kuklios kilmės. Paprastų į akis panašių organų galima rasti tokiuose organizmuose kaip planarijos ir daugybė vienaląsčių organizmų, įskaitant eugleną, kuri turi šviesai jautrų pleistrą.
Akies evoliucijos žingsniai buvo maždaug tokie:
1) Šviesai jautrių ląstelių sritis.
2) Šviesai jautrios ląstelės depresinėje srityje, leidžiančios nukreipti jautrumą.
3) Sferinė vandens užpildyta kamera su skylute, dar vadinama pinhole eye, kuri randama nautilyje.
4) Kamerą užpildo skaidrus humoras, kuris uždaromas iš išorės.
5) Išskirtinis lęšiuko ir ragenos išsivystymas.
6) Rainelės ir sudėtingesnio lęšiuko bei ragenos išsivystymas.
Akis yra vienas iš seniausių evoliucinių raidų ir atsirado prieš daugelio šiuolaikinių filų evoliuciją. Akis išsivystė neilgai po pirmųjų lukštų, dar viena labai paprasta adaptacija.