Sejarah pemikiran evolusi
Pada dekade-dekade pertengahan dari abad ke-20, biologi molekuler timbul, dan bidang tersebut mempelajari alam kimia gen sebagai sekuensi-sekuensi DNA dan hubungan mereka dengan sekuensi-sekuensi protein melalui kode genetik. Pada saat yang bersamaan, teknik kuat meningkat untuk menganalisis protein, seperti elektroforesis dan pensekuensian protein, membawa fenomena biokimia ke dalam ranah teori evolusi sintetis. Pada awal 1960an, pakar biokimia Linus Pauling dan Emile Zuckerkandl mengusulkan hipotesis jam molekuler: perbedaan sekuensi antara protein homologus dapat dipakai untuk menghitung waktu sejak dua spesies terragamkan. Pada 1969, Motoo Kimura dan lainnya menyediakan basis teoretikal untuk jam molekuler, berpendapat bahwa—di tingkat molekuler terrendah—kebanyakan mutasi genetik tidaklah berbahaya maupun membantu dan bahwa mutasi dan pergerakan genetik (alih-alih seleksi alam) menyebabkan sebagian besar perubahan genetik: teori netral evolusi molekuler. Kajian-kajian protein terbedakan "dalam" spesies juga membuat duta molekuler menyematkan genetik populasi dengan menyediakan perkiraan tingkat heterozigositas dalam populasi alami.
Abiogenesis
Sebagian besar asam amino, yang sering dijuluki "bahan dasar kehidupan", berhasil disintesiskan dalam percobaan Miller-Urey dan percobaan lain yang menyimulasikan kondisi awal Bumi. Bahan biokimia lain yang penting seperti nukleotida dan sakarida dapat muncul dengan cara yang mirip. Dalam semua organisme, bahan biokimia tersebut diorganisasi menjadi molekul yang lebih kompleks, seperti protein, polisakarida, dan asam nukleat. Tiga molekul tersebut penting untuk fungsi kehidupan dan ada di semua organisme. Pembentukan makromolekul tersebut diperantarai oleh asam nukleat dan enzim, yang disintesis melalui jalur biokimia yang dikatalis oleh protein. Molekul organik mana yang pertama muncul dan bagaimana mereka membentuk organisme pertama masih diperdebatkan.