莱纳斯·鲍林的《化学键的本质》可以用量子力学的理论判断更为复杂的分子的键角。虽然某些量子力学的理论可以定性的解释某些生物大分子的性质，但是直到20世纪末，这些都只是一些实验观察和规律集。这种探索式的研究，在1953年取得了巨大成功。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克由罗莎琳·弗兰克林的X光衍射试验得出的数据而进行的模型建造推测出了DNA的双螺旋结构。 这一发现引起了生物化学领域的爆炸式研究。同年，米勒-尤列实验证实了蛋白质的基本组成单位，即氨基酸，可以由地球早期的简单无机分子在地球早期环境的条件下产生。虽