A teoria da evolução é apoiada por evidências bioquímicas; muitas das mesmas moléculas e processos bioquímicos ocorrem em todos os organismos vivos, desde bactérias unicelulares até humanos. Originalmente, os cientistas não conseguiam entender como o processo de evolução começou, mas depois descobriram que o RNA possui propriedades catalíticas.
O RNA catalítico pode fazer cópias de si mesmo, permitindo assim que o processo de evolução comece. À medida que esse processo evoluiu, o DNA se tornou o ácido nucléico responsável principalmente pela herança. Acredita-se que as moléculas comuns e as reações químicas compartilhadas por todas as formas de vida tenham surgido no início do processo de evolução.
As sequências de DNA dos organismos também mostram evidências de ancestralidade comum. Organismos biologicamente semelhantes possuem sequências de DNA semelhantes, enquanto organismos biologicamente diferentes possuem sequências de DNA diferentes. Independentemente disso, as sequências de DNA de organismos menos semelhantes biologicamente ainda compartilham características comuns, indicando que existe uma "árvore da vida".
Proteínas vitais também mostram evidências de descendência comum. Sua presença em todas as formas de vida indica que, assim como outras moléculas comuns e reações químicas, as proteínas eram alguns dos blocos de construção originais da vida. Pseudogenes hereditários, DNA que não funciona e não serve a nenhum propósito observável, também são evidências que apóiam a teoria da evolução.
