Начало решающего этапа абиогенного синтеза органических веществ относят к периоду между 4,6 – 3,7 млрд. лет до нашего времени. Первичная атмосфера Земли носила не окислительный, как сейчас, а восстановительный характер и в ней полностью отсутствовал свободный кислород. Она была богата инертными газами (гелием, неоном, аргоном). Древняя атмосфера была насыщена также электричеством, в ней происходили бурные химические процессы, в результате которых образовались соли аммония, формальдегид и другие соединения.
Дальнейшее снижение температуры обусловило переход ряда газообразных соединений в жидкое и твердое состояние, а также образование земной коры. Когда температура поверхности Земли опустилась ниже 100°С, произошло сгущение водяных паров и образовалась водная оболочка Земли.
Количество свободной воды на Земле в этот период было относительно небольшим – около 10 % от современного, поэтому в древнем океане планеты в сравнительно небольшом его объёме содержалось довольно много органических веществ (“первичный бульон”). Так как свободного кислорода не было, эти органические вещества не подвергались окислительным реакциям и могли сохраняться длительное время.
Второй этап биогенеза характеризовался возникновением более сложных органических соединений, в частности белковых веществ в водах первичного океана. Благодаря высокой температуре, грозовым разрядам, усиленному ультрафиолетовому излучению относительно простые молекулы органических соединений при взаимодействии с другими веществами усложнялись и образовывались углеводы, жиры, аминокислоты, белки и нуклеиновые кислоты.
Для превращения восстановленной атмосферы первичной Земли в окисленную потребовалось не менее 1 – 1,2 млрд. лет. С накоплением в атмосфере кислорода восстановленные соединения начали окисляться. В дальнейшем эти вещества вместе с дождем выпадали в водные бассейны, где накапливались, вновь вступали в реакции, в результате чего возникали более сложные вещества (аминокислоты и соединения типа аденита).
Дальнейший этап биогенеза связан с концентрацией органических веществ, возникновением белковых тел. На определенном этапе существования Земли воды первичного океана превратились в своеобразный «первичный бульон», содержавший наряду с неорганическими солями, разнообразные органические вещества. Насыщению такого «органического бульона» в немалой степени способствовала и деятельность подземных вулканов.