Grundsätzlich enthalten Meteoriten ausschließlich Elemente, welche auch auf der Erde zu finden sind. Dies ergaben chemische Untersuchungen. Die folgende Tabelle zeigt einen Überblick der chemischen Elemente der beiden Meteoritenarten Stein und Eisen.

  Steinmeteoriten (in %) Eisenmeteoriten (in %)
Sauerstoff (O) 35,71 -
Eisen (Fe) 23,31 89,70
Silicium (Si) 18,07 0,01
Magnesium (Mg) 13,67 0,03
Schwefel (S) 1,80 0,08
Calcium (Ca) 1,73 0,02
Nickel (Ni) 1,53 9,10
Aluminium (Al) 1,52 -
Natrium (Na) 0,65 -
Chrom (Cr) 0,32 0,01
Kalium (K) 0,17 -
Kohlenstoff (C) 0,15 0,12
Kobalt (Co) 0,12 0,62
Phospor (P) 0,11 0,18
Titan (Ti) 0,11 -
Kupfer (Cu) 0,01 0,02

Vor bereits 100 Jahren wurden durch den Chemiker Friedrich Wöhler mit Hilfe von siedendem Alkohol kohlenstoffhaltige Substanzen aus einem Steinmeteorit extrahiert. Auch in den späteren Jahren fanden Wissenschaftler weitere Kohlenwasserstoffe, wie sie in Erdöl zu finden sind. Unter den Kohlenwasserstoffe befanden sich auch verschiedenen Aminosäuren, von denen man ausgeht, dass diese ihren Ursprung in der Zersetzung von Organismen haben. Bis heute werden Untersuchungsergebnisse dieser Art veröffentlicht.
Mehrere Aminosäuren müssen jedoch nicht Zwangsläufig zu Leben führen. Des Weiteren spricht auch noch ein weiteres Argument gegen den Ursprung aus Organismen auf dem Meteoriten und eher für einen nichtbiologischen Ursprung der Moleküle. Stichwort Chiralität. Dies ist ein Begriff aus der Stereochemie und bedeutet, dass ein Molekül nicht mit seinem Spiegelbild zu Deckung gebracht werden kann. Ein solches Molekül wird als chiral bezeichnet wenn es durch räumliches Drehen nicht mit seinem Spiegelbild ineinander überführt werden kann. Solche Moleküle werden auch als Stereoisomere, optische Isomere oder Enantiomere bezeichnet. Das Gegenteil von von chiral ist achiral. Auf unserer Erde werden alle Proteine fast ausschließlich aus L-Aminosäuren aufgebaut. Generell wird zwischen der D-Form (von dextro, rechts) und er L-Form (von levo, links) unterschieden. Hierbei steht die Amino-Gruppe des Cα -Atoms in der Fischer-Projektion entweder nach rechts oder nach links.
Interessant ist jedoch die Tatsache, dass eine nichtbiologische Synthese ein racemisches Gemisch liefert, in der die L- und D-Form in einem Verhältnis von 1:1 vorliegen. Eben in genau dem Verhältnis wie bei den untersuchten Meteoriten. Auch wenn sich unter Elektronenmikroskopen zellartige Strukturen auf manchen Meteoriten zeigen, welche von Wissenschaftlern jedoch negiert werden, so ist eines unumstritten, nämlich, dass die Meteoriten unsere Ozeane vor Jahrmilliarden mit den Grundbausteinen des Lebens und anderen Elementen angereichert haben.

Beim Erhitzen der Meteoriten unter einem Hochvakuum können die folgenden Gase, wenn auch in geringen Mengen, nachgewiesen werden:

  • Wasserstoff
  • Stickstoff
  • Helium
  • Argon
  • Kohlendioxid
  • Kohlenmonoxid
  • Methan

Besonders erwähnenswert ist das Gas Helium-3, welches auf der Erde so gut wie gar nicht vorkommt. Zur Altersbestimmung der Meteoriten ist besonders die Existenz der Edelgase Helium und Argon von Vorteil. Die Alterbestimmung von Meteoriten wird genau so wie bei der Altersbestimmung von irdischem Gestein durchgeführt. Hierzu untersucht man den Zerfall der in geringen Mengen vorhandenen radioaktiver Isotope. Hierzu nutzt man die Eigenschaften der Edelgas-Isotope. Ihre Außenschale ist voll mit Elektronen besetzt (Edelgaskonfiguration) und entsprechend reaktionsträge sind sie. Diese Eigenschaft wird ausgenutzt, um sie so leicht aus der Meteoritenprobe extrahieren zu können. Außerdem sind diese Gase an den Zerfallsprozessen jeder Zeitepoche des Meteoriten beteiligt. Es werden drei Alter bei Meteoriten unterschieden:

  • Absolute Alter (Bildungsalter): Dies entspricht dem Kristallisationsalter seit der letzten Erstarrung des Meteoritenkörpers. Hier wurden Werte von 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre berechnet. Ab diesem Zeitpunkt wurden die radioaktiven Edelgas-Isotope im Gestein eingeschlossen. Durch den radioaktiven Zerfall sammelten sich immer mehr Tochterisotope im Inneren des Meteoriten an. Mit Hilfe der gemessenen Verhältnisse und der bekannten Halbwertszeit, welche angibt in welchem Zeitraum die Hälfte aller ursprünglichen Atome zerfallen ist, lässt sich das Alter eines Meteoriten ableiten. Bei dieser Art der Untersuchung wurde bei einigen Meteoriten festgestellt, dass diese uneinheitliche Körper besitzen. Dies zeigt, dass der Meteorit in seiner vergangenen Reise durch das Weltall mit unterschiedlichen Trümmerbrocken zusammengestoßen sein musste und somit eine Art Vermengung statt gefunden hatte.
  • Bestrahlungsalter (Expositionsalter): Dieses Alter umfasst den Zeitraum seit dem sich der Meteorit von seinem Mutterkörper abgespalten hat und auf der Erde eingeschlagen ist. Hierzu dienen die Isotope Helium-3, Neon-21 und Argon-38. Nach der Abspaltung des Metoeiten treffen ihn energiereiche Protonen der kosmischen Strahlung, welche bis zu einem Meter tief in das Gestein eindringen können. Durch diese Wechselwirkung werden Atome in leichtere Bestandteile zerlegt, wobei die oben genannten Isotope entstehen. Diese Konzentration spiegelt die Dauer der kosmischen Strahlung wider. Hieraus wird klar, dass das Bestrahlungsalter auch dem Meteoritenalter entsprechen muss. Nach den oben beschriebenen Messungen, ergibt sich für Eisenmeteoriten ein Alter von 100 Millionen bis eine Milliarden Jahre. Diese Werte sind zehnmal höher als die für Steinmeteoriten. Ein Grund hierfür ist womöglich die größere Widerstandsfähigkeit der Eisenmeteoriten.
  • Terrestrische Alter (Erdalter): Dieses Alter entspricht dem Alter des Meteoriten auf der Erde, also seit seinem Einschlag. Da der Meteorit ab diesem Zeitpunkt durch die Erdatmosphäre vor der kosmischen Strahlung abgeschirmt wird, nutzt man die Tatsache aus, dass sich die Produktionsrate einiger Mutter- und Tochterisotope im statitischen Gleichgewicht befinden, solange der Meteorit der kosmischen Protonenstrahlen ausgestzt ist. Ist der Meteorit allerdings nun abgeschirmt, kann die kosmische Strahlung nicht mehr auf ihn einwirken und das Gleichgewicht verschiebt sich zugunsten der Tochterisotope.

Die in den Meteoriten enthaltenen Elemente kommen jedoch nicht isoliert vor sondern als Verbindungen in Form von Mineralien. Viele dieser Mineralien befinden sich auch in irdischem Gestein. Einige von Ihnen existieren jedoch nur in Meteoriten und dienen daher auch als Nachweis der Authentizität von Meteoriten. Zu diesen Mineralien gehören z.B. die Eisen Kamazit und Taenit, die Sulfide Oldhamit, Niningerit und Daubreelit, der Feldspat Maskelynit und das Eisencarbid Cohenit. Charakteristisch für Meteoriten ist allerdings nicht nur die Anwesenheit dieser Mineralien sondern viel mehr auch ihre Kombination und Menge. Durch diese Mineralparagenese lassen sich Meteoriten von irdischem Gestein eindeutig unterscheiden. Allerdings gibt es jedoch auch Mineralien, welche nur auf der Erde zu finden sind und in Meteoriten nicht enthalten sind.