米勒通过实验验证了化学起源学说的第一步。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应。而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程（如图所示）。经过一周持续不断的实验和循环之后，米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物。
米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。根据实验结果，米勒的装置中生成了20种有机物，其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的。因此，米勒的实验结果有力地支持了化学起源学说，即生命起源的第一步，即从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。
在图中所示的A装置中，米勒泵入了甲烷、氨、氢和水蒸气等气体，用来模拟原始大气的成分和原始地球的条件。B装置用于产生水蒸气，模拟原始海洋。C装置则含有有机物的溶液。这些装置共同模拟了原始地球环境下的化学反应过程。
实验中，米勒通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，激发密封装置中的不同气体发生化学反应，生成新的有机化合物。这些化合物包括氨基酸和有机酸等，这些有机物是生命起源的基础。
总的来说，米勒的实验为化学起源学说提供了重要的实验支持，证明了在原始地球条件下，无机小分子物质可以转化为有机小分子物质，这是生命起源过程中的关键一步。
