Huolimatta siitä, että tunnettuja alkuaineita on 118, tiedetään, että vain kourallinen niistä löytyy elävistä organismeista. Elämän valtava monimutkaisuus koostuu melkein kokonaan neljästä elementistä: hiili, vety, happi ja typpi; noin 99 prosenttia ihmiskehosta koostuu näistä elementeistä.
Hiili
Kaikki tunnetut elävät organismit maapallolla ovat hiilipohjaisia eliöitä. Hiili on välttämätöntä elämälle, koska se kykenee pitämään jopa neljä vakaa sidosta kerrallaan, eli se voi muodostaa suuremman valikoiman molekyylejä ja yhdisteitä kuin mikään muu elävissä organismeissa esiintyvä alkuaine, ja siten se on usein keskellä monimutkaista ketjua elementtejä. Tämän ominaisuuden takia hiiltä löytyy kaikista välttämättömistä rasvoista, proteiineista ja se on perusta DNA: lle ja RNA: lle.
Vety
Samoin kuin hiili, vety on läsnä molekyylien suhteen, jotka muodostavat elämän peruskomponentit. Vety on todellakin välttämätöntä, koska se sitoutuu helposti hiileen. Tämä johtuu siitä, että vety toimii tehokkaasti linkkielementtinä ketjun hiilipohjan ja muiden alkuaineiden välillä; vedyn korkea elektronegatiivisuus on se, mikä antaa sille mahdollisuuden pelata tätä roolia. Usein vety lopulta yhdistää hiilen useampaan vetyatomiin ja tähän jatkuvaan ketjuun vetyatomit luovat orgaanisen molekyylin (esim. rasva tai proteiini).
Happi
Hapella on useita tarkoituksia elävässä organismissa. Aivan kuten vety, se yhdistyy helposti hiilen kanssa ja koska neutraalissa happiatomissa on kahdeksan elektronia, happiatomi yhdistyy helposti useamman vetyatomin kanssa muodostaen monimutkaisen ketjun muodostettaessa rasvoja tai proteiineja. Lisäksi happea (yhdessä vedyn kanssa) löytyy vedestä, mikä on välttämätöntä elävälle organismille, koska monet kemialliset reaktiot elävän organismin sisällä tapahtuvat vedessä, ja vesi on myös solujen ensisijainen mediaani elää.
Typpi
Huolimatta siitä, että typpi muodostaa vain noin yhden prosentin ihmisen kokonaisatomista, typpi on välttämätön sekä ihmisen että muun orgaanisen elämän kannalta, koska sitä löytyy hiilen ohella kaikissa proteiineissa. Proteiini on yhdiste, jota käytetään soluissa ilmoittamaan, mitä toimia solun on tehtävä; tehokkaasti proteiinit muuntavat DNA: n passiiviset koodit toimiksi. Typpi on myös samanlainen kuin happi sen kyvyssä sitoutua useisiin vetyatomeihin; neutraalissa typpiatomissa on seitsemän elektronia.