Som udtrykket antyder, er makromolekyler særlig store molekyler, der indeholder mange atomer. Makromolekyler består undertiden af lange kæder af gentagne enheder af atomer og er kendt som polymerer, men ikke alle makromolekyler er polymerer. Disse store molekyler spiller en række vigtige roller i levende organismer.
Kulhydrater
Kulhydrater består af monosaccharider (sukkerarter) og deres polymerer. Monosacchariderne binder sammen til dannelse af polysaccharider, som er polymererne af kulhydrater. Det mest almindelige monosaccharid er glucose, som er et af de mest værdifulde sukkerarter for alle dyr og planter. Kulhydraters funktion er at fungere som en energikilde til opbevaring og struktur for alle levende ting. For planter er stivelse den vigtigste energikilde, og cellulose er det, der giver struktur og støtte. For dyr leverer glykogen energi, og chitin giver struktur og støtte.
Lipider
Lipider findes i tre former - fedt, steroider og fosfolipider. Hovedfunktionen for disse lipider er energi og isolering. Fedtstoffer findes i enten mættede eller umættede former og er uopløselige og derfor flydende. Mættede fedtstoffer findes i dyr og er faste stoffer ved stuetemperatur; umættede fedtstoffer findes i planter og er væsker eller olier ved stuetemperatur. Lipider, i form af phospholipider, er også vigtige elementer i membraner.
Proteiner
Proteiner er meget vigtige makromolekyler; de har mange niveauer af struktur og en række funktioner. Hver celle i menneskekroppen indeholder proteiner, og de fleste kropsvæsker indeholder også proteiner. Proteiner udgør en stor del af menneskelig hud, organer, muskler og kirtler. Proteiner hjælper kroppen med at reparere celler og fremstille nye og er et vigtigt diæt- og energibehov, især for voksende unge og forventede mødre.
Nukleinsyrer
Nukleinsyrer inkluderer det vigtige DNA og RNA. DNA er planen for genetisk udvikling for alle livsformer; den indeholder de nødvendige oplysninger, der kræves til proteinsyntese. RNA er bæreren af denne information til det faktiske sted for proteinproduktion. Kroppen består af hundreder af tusinder af proteiner, og hver skal handle på en bestemt måde for at fungere ordentligt. Nukleinsyrer indeholder den information, der er nødvendig for, at disse proteiner kan udvikle sig og handle som de skal.