밀러 실험(Miller Experiment)은 1953년 미국의 생화학자 스탠리 밀러가 실시한 실험으로, 원시 지구의 조건에서 생명체의 구성 요소인 유기 화합물이 자연적으로 생성될 수 있는지를 탐구한 연구이다. 이 실험은 당시 널리 받아들여지고 있던 '생명은 자연 상태에서 발생할 수 없다'는 관점에 도전하는 중요한 증거로 여겨졌다.

밀러는 고온의 수증기와 메탄, 암모니아, 수소 가스를 포함한 혼합 가스를 밀폐된 유리 용기에 담아 고온으로 가열하였다. 그 후 전기 스파크를 방전시켜 이들 가스 간의 화학 반응을 유도하였다. 이는 번개가 원시 지구의 대기에서 발생했을 것이라는 가설을 모사한 것이다. 이 실험은 약 1주일 동안 진행되었고, 마지막에 반응 혼합물에서 아미노산과 같은 유기 화합물이 생성된 것을 확인하였다.

결과적으로 밀러 실험은 원시 지구의 환경에서 유기 화합물이 자연적으로 합성될 수 있음을 보여주었고, 이는 생명 기원의 연구에 중요한 기초 데이터를 제공하였다. 이후의 연구들은 밀러 실험의 조건과 방법을 발전시켜 여러 종류의 유기 화합물이 만들어질 수 있음을 입증하였다. 이 실험은 진화 생물학, 화학, 우주 생물학 등 여러 분야에서 생명의 기원을 이해하는 데 기여하였다.