Tutkijat viittaavat yleensä yhdisteisiin, jotka sisältävät alkuaineen hiiltä orgaanisina, vaikka jotkut hiiltä sisältävät yhdisteet eivät ole orgaanisia. Hiili on ainutlaatuinen muiden alkuaineiden joukossa, koska se voi sitoutua käytännössä rajattomasti sellaisten alkuaineiden kanssa kuin vety, happi, typpi, rikki ja muut hiiliatomit. Jokainen elävä olento tarvitsee selviytyäkseen neljä erilaista orgaanista yhdistettä - hiilihydraatit, lipidit, nukleiinihapot ja proteiinit. Organismit kohtaavat nämä perusyhdisteet ruokavaliossaan tai saattavat tehdä niistä kehonsa sisällä.
Hiilihydraatit
Hiilihydraatit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät hiili-, vety- ja happiatomeja 1-2-1-suhteessa. Tutkijat tunnustavat kolme erityyppistä hiilihydraattia, jotka vaihtelevat sokerimolekyylien lukumäärässä ne sisältävät tohtori Mary Jean Hollandin mukaan Baruch Collegen luonnontieteiden laitokselta. Monosakkaridit, kuten glukoosi, sisältävät yhden sokerimolekyylin. Disakkarideilla, kuten sakkaroosilla ja laktoosilla, on kaksi sokerimolekyyliä. Polysakkaridit, kuten tärkkelys ja selluloosa, ovat linkkejä lukuisille sokerimolekyyleille. Organismit käyttävät hiilihydraatteja energiana, tietyissä solurakenteissa ja keinona varastoida energiaa myöhempää käyttöä varten. Professori William Reusch osoittaa orgaanisen kemian virtuaalikirjassaan, että hiilihydraatit ovat eliöiden orgaanisimmat yhdisteet, joista tunnetuin hiilihydraatti on glukoosi muodossa.
Lipidit
Lipidit koostuvat yhdisteistä, kuten rasvoista, öljyistä ja vahoista. Nämä orgaaniset yhdisteet varastoivat energiaa, muodostavat rakenteellisia komponentteja soluissa ja toimivat organismeina. Alfred Merrill ja Dr. Rachel Shireman kirjoittavat Journal of Nutrition -lehdessä ja toteavat, että ihmisen ruokavaliossa tulisi olla vain muutama välttämätön lipidityyppi: linolihappo ja A-, D-, E- ja K-vitamiinit Yhdysvaltain maatalousministeriön vuoden 2005 ruokavalio-ohjeet amerikkalaisille suosittelevat aikuisten rajoittavan rasvansa ruokavaliossaan 20-35 prosenttiin päivittäisistä kaloreista.
Nukleiinihapot
Elävissä olennoissa on kahden tyyppisiä nukleiinihappoja: deoksiribonukleiinihappo (DNA) ja ribonukleiinihappo (RNA). Usein elämän "suunnitelmana" kuvattu DNA sanelee organismien geneettiset koodit, jotka puolestaan määräävät niiden ominaisuudet. DNA tallentaa tiedot erityistyyppisen RNA: n, nimeltään Messenger RNA, tai mRNA. RNA on suoraan vastuussa proteiinien tuotannosta. DNA koostuu yksittäisistä yksiköistä, joita kutsutaan nukleotideiksi, muodostaen kaksi erillistä säiettä, jotka on kiedottu yhteen kiertyneeksi tikkaiden kaltaiseksi muodoksi, jota kutsutaan kaksoiskierteeksi. RNA, joka koostuu myös nukleotideista, muodostaa yhden juosteen, joka on läheisesti sukua DNA: han. DNA: n ja RNA: n nukleotidisekvenssien vaihtelu tekee meistä yksilöitä määrittämällä kehomme erilaiset proteiinit ja lopulta omistamamme ominaisuudet.
Proteiinit
Proteiinit ovat mahdollisesti kaikkein monipuolisin kaikentyyppisistä orgaanisista yhdisteistä, joita esiintyy elävissä olennoissa. Ne mahdollistavat tiettyjen reaktioiden organismeissa, kuljettavat muita yhdisteitä kehon ympäri, auttavat ruumiinosia liikkumaan, antavat rakenteen ja edistävät periaatteessa kaikkia kehon toimintoja. Kuten muutkin orgaaniset yhdisteet, proteiinit koostuvat pienemmistä rakennuspalikoista, joita kutsutaan aminohapoiksi. Suurin osa maan proteiineista sisältää vain 20 aminohapon yhdistelmiä, Coloradon osavaltion yliopiston Biotechnology Hypertextbookin mukaan.