Liệu rằng hỗn hợp các khí sử dụng trong thí nghiệm Miller-Urey có thật sự phản ánh đúng đắn bản chất bầu khí quyển của Trái Đất sơ khai hay không là một vấn đề còn gây tranh cãi. Cách khác, có thể đã có ít hơn những chất khí tính khử sản sinh ra một lượng sản phẩm thấp hơn và ít đa dạng hơn trong thí nghiệm. Tưởng chừng đã có một lượng đáng kể phân tử oxy xuất hiện trong bầu khí quyển tiền sinh,[cần dẫn nguồn] một nguyên nhân chủ yếu ngăn cản sự hình thành những hợp chất hữu cơ; tuy nhiên, hiện nay giới khoa học đồng thuận rằng không thể tồn tại trường hợp đó. (Xem Thảm họa oxy)