Znanstvenici obično nazivaju spojeve koji sadrže element ugljik organskim, iako neki spojevi koji sadrže ugljik nisu organski. Ugljik je jedinstven među ostalim elementima jer se može povezati na gotovo neograničene načine s elementima poput vodika, kisika, dušika, sumpora i ostalih atoma ugljika. Svakom živom biću potrebne su četiri vrste organskih spojeva da bi preživjele - ugljikohidrati, lipidi, nukleinske kiseline i proteini. Organizmi se s ovim temeljnim spojevima susreću u prehrani ili ih mogu stvoriti u tijelu.
Ugljikohidrati
Ugljikohidrati su organski spojevi koji sadrže atome ugljika, vodika i kisika u omjeru 1-2-1. Znanstvenici priznaju tri različite vrste ugljikohidrata koji se razlikuju u broju molekula šećera sadrže, prema dr. Mary Jean Holland s Odjela za prirodne znanosti na koledžu Baruch. Monosaharidi, poput glukoze, sadrže jednu molekulu šećera. Disaharidi poput saharoze i laktoze imaju dvije molekule šećera. Polisaharidi poput škroba i celuloze poveznica su brojnih molekula šećera. Organizmi koriste ugljikohidrate kao energiju, u određenim staničnim strukturama i kao način za pohranu energije za kasniju upotrebu. Profesor William Reusch u svom virtualnom udžbeniku organske kemije ukazuje na to da su ugljikohidrati najobilniji organski spojevi u organizmima, a glukoza je najpoznatiji ugljikohidrat oblik.
Lipidi
Lipidi se sastoje od spojeva kao što su masti, ulja i voskovi. Ovi organski spojevi pohranjuju energiju, tvore strukturne komponente unutar stanica i služe kao izolacija u organizmima. Dr. Alfred Merrill i dr. Rachel Shireman, pišući u Journal of Nutrition, navode da bi ljudska prehrana trebala uključivati samo nekoliko bitnih vrsta lipida: linolna kiselina i vitamini A, D, E i K. Dijetalne smjernice američkog Ministarstva poljoprivrede za Amerikance iz 2005. preporučuju odraslima da ograniče masnoće u prehrani na između 20 i 35 posto dnevnih kalorija.
Nukleinske kiseline
Dvije vrste nukleinskih kiselina postoje u živim bićima: deoksiribonukleinska kiselina (DNA) i ribonukleinska kiselina (RNA). Često se opisuje kao "nacrt" života, DNA diktira genetske kodove organizama, koji zauzvrat određuju njihove karakteristike. DNA pohranjuje informacije kako bi stvorila posebnu vrstu RNA koja se naziva glasnička RNA ili mRNA. RNA je izravno odgovorna za proizvodnju bjelančevina. DNA se sastoji od pojedinačnih jedinica koje se nazivaju nukleotidi, poprimajući oblik dviju odvojenih niti koje su međusobno namotane u uvijeni oblik ljestve nazvan dvostruka zavojnica. RNA, koja se također sastoji od nukleotida, tvori jedan lanac vrlo usko povezan s DNA. Varijabilnost sekvenci nukleotida u našoj DNA i RNA čini nas pojedincima određivanjem različitih proteina koje naše tijelo stvara i, na kraju, karakteristika koje posjedujemo.
Bjelančevine
Proteini su možda najsvestraniji od svih vrsta organskih spojeva koji se nalaze u živim bićima. Omogućuju određene reakcije u organizmima, prenose druge spojeve po tijelu, pomažu dijelovima tijela da se kreću, pružaju strukturu i u osnovi doprinose svim funkcijama u tijelu. Poput ostalih organskih spojeva, proteini se sastoje od manjih gradivnih blokova koji se nazivaju aminokiseline. Većina proteina na zemlji sadrži kombinacije od samo 20 aminokiselina, prema Hypertextbook-u Biotehnološkog sveučilišta države Colorado.