Peamine erinevus keemilise ja orgaanilise evolutsiooni vahel on see, et keemiline evolutsioon toimub molekulide struktuuri muutuste tõttu; aja jooksul keerukatest molekulidest lihtsateks molekulideks, samas kui orgaaniline evolutsioon toimub organismipopulatsioonide geneetilise koostise muutuste tõttu vastusena keskkonnamuutustele.
Keemilise ja orgaanilise evolutsiooni erinevust saab hõlpsasti kirjeldada lähtuvalt aspektist, mida subjektid Maa evolutsiooni käigus muutuvad. Keemilise evolutsiooni käigus muutuvad biomolekulid erinevates etappides muutusteks, suurendades biomolekulide keerukust. Orgaanilise evolutsiooni käigus muutuvad üksikud liigid põlvest põlve järk-järgult. Keemiline evolutsioon tekkis enne orgaanilist evolutsiooni.
