化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说.这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的.化学起源说将生命的起源分为四个阶段：
第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复.需要着重指出的是米勒的模拟实验.在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”.米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程.经过一周持续不断的实验和循环之后.米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位.米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的.
第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质.这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下（如黏土的吸附作用）,通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子.
第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系.这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体.奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象.例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境.团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去.另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程.
第四个阶段,图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命.这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段.