在原始地球條件下由無機物逐漸演變?yōu)樵忌w的過程。這個化學進化過程大致可分為下列四個階段。
�。�1）由無機小分子物質（如氫、氨等）生成有機小分子物質（如氨基酸、含氮堿基、核糖或脫氧核糖等）。這個方面已為越來越多的模擬原始地球條件的實驗所證明（見米勒模擬試驗）。
（2）從有機小分子物質形成生物大分子物質。在原始還原性大氣中生成的生物小分子（如氨基酸等）被雨水沖淋，溶解于原始海洋中，這些生物小分子要進一步變?yōu)樯锎蠓肿樱ㄈ绨被嶙優(yōu)榈鞍踪|），就必須脫水縮合；而在原始海洋中進行脫水縮合，就像要使泡在水中的葡萄變干那樣困難�？茖W家提出種種假說試圖解決這個難題，目前比較可信而又可用實驗證明的主要有兩種：①以色列科學家卡特恰爾斯基（A. Katchalsky）認為，原始海洋中的氨基酸是在某些特殊的粘土（原始地球和現(xiàn)在都有這樣的粘土）上縮合成多肽的。他們在實驗室內先將氨基酸與腺苷酸起反應，生成“活化的”氨基酸即“氨基酰腺苷酸”，后者在某些片層狀粘土如蒙托土（montmorillonite）上，就能縮合成長短不一的多肽鏈：
�、谌毡究茖W家赤崛四郎等提出一個能繞過“脫水縮合”這道難關的“聚甘氨酸理論”來說明多肽鏈的形成。他們認為，在原始大氣中產(chǎn)生的甲醛與氨和氰發(fā)生反應，能生成一種名叫“氨基乙酰氰”的有機物，這種物質能夠聚合，然后水解，生成聚甘氨酸（即多個甘氨酸聚合在一起所形成的多肽鏈），最后經(jīng)過側基（R）的變化而得到由各種氨基酸殘基組成的蛋白質，即：
�。�3）從有機高分子物質組成多分子體系。可以想象，蛋白質和核酸等有機高分子物質，在原始海洋中越積越多，在一定條件下（如高溫和適當?shù)膒H等），它們相互作用，能形成多分子體系，有界膜與周圍環(huán)境隔開，呈大、小不等的球狀，在原始海洋中漂浮。這種設想亦已得到了初步的實驗證明。
�。�4）從多分子體系演變?yōu)樵忌�。這是生命起源最關鍵的一步，目前還未能在實驗室里驗證這一過程。從理論上講，這一步的實質就是以蛋白質和核酸為主要成分的多分子體系，如何“由死變活”的問題，即新陳代謝和自我增殖能力是如何發(fā)生的？從生物學的角度看，這里有兩個重要問題要解決：一是生物膜的產(chǎn)生，二是遺傳機構的起源。