Keskeinen ero kemiallisen ja orgaanisen evoluution välillä on, että kemiallinen evoluutio tapahtuu molekyylirakenteen muutosten vuoksi; monimutkaisista molekyyleistä yksinkertaisiin molekyyleihin ajan myötä, kun taas orgaaninen evoluutio tapahtuu organismipopulaatioiden geneettisen koostumuksen muutosten vuoksi vastauksena ympäristön muutoksiin.
Kemiallisen ja orgaanisen evoluution välinen ero voidaan kuvata helposti sen näkökohdan perusteella, jonka kohteet muuttuvat maapallon evoluution aikana. Kemiallisen evoluution aikana biomolekyylit muuttuvat eri vaiheissa, mikä lisää biomolekyylien monimutkaisuutta. Orgaanisen evoluution aikana yksittäiset lajit muuttuvat vähitellen sukupolvelta toiselle. Kemiallinen evoluutio syntyi ennen orgaanista evoluutiota.
