La teoria dell'evoluzione è supportata da prove biochimiche; molte delle stesse molecole e processi biochimici avvengono all'interno di tutti gli organismi viventi, dai batteri monocellulari all'uomo. In origine, gli scienziati non riuscivano a capire come il processo di evoluzione iniziò, ma in seguito scoprirono che l'RNA possiede proprietà catalitiche.
L'RNA catalitico può fare copie di se stesso, consentendo così l'inizio del processo di evoluzione. Quando questo processo si è evoluto, il DNA è diventato l'acido nucleico principalmente responsabile dell'ereditarietà. Si ritiene che le molecole comuni e le reazioni chimiche condivise da tutte le forme di vita siano sorte all'inizio del processo di evoluzione.
Le sequenze di DNA degli organismi mostrano anche prove per antenati comuni. Organismi biologicamente simili possiedono sequenze di DNA simili, mentre organismi biologicamente differenti possiedono sequenze di DNA diverse. Indipendentemente da ciò, le sequenze di DNA di organismi che sono meno biologicamente simili hanno ancora caratteristiche comuni, indicando che esiste un "albero della vita".
Le proteine vitali mostrano anche prove di discendenza comune. La loro presenza in tutte le forme di vita indica che, in modo molto simile alle altre molecole comuni e alle reazioni chimiche, le proteine erano alcuni degli elementi costitutivi della vita. Pseudogeni ereditari, DNA che non funziona e non serve a scopi osservabili, sono anche prove a supporto della teoria dell'evoluzione.
