Nonostante ci siano 118 elementi noti, solo una manciata di essi è nota per essere trovata negli organismi viventi. Infatti, l'immensa complessità della vita è costituita quasi interamente da quattro elementi: carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto; circa il 99 percento del corpo umano è costituito da questi elementi.
Carbonio
Tutti gli organismi viventi conosciuti sulla Terra sono organismi a base di carbonio. Il carbonio è essenziale per la vita grazie alla sua capacità di trattenere fino a quattro legami stabili alla volta, il che significa che può formare una più ampia varietà di molecole e composti rispetto a qualsiasi altro elemento presente negli organismi viventi, e quindi è spesso nel mezzo di una complessa catena di elementi. A causa di questa caratteristica, il carbonio si trova in tutti i grassi essenziali, le proteine ed è alla base del DNA e dell'RNA.
Idrogeno
Proprio come il carbonio, l'idrogeno è onnipresente per le molecole che formano i componenti di base della vita. In effetti, l'idrogeno è essenziale perché si lega facilmente al carbonio. Questo perché l'idrogeno funge efficacemente da elemento di collegamento tra la base carboniosa di una catena e altri elementi; l'alto livello di elettronegatività dell'idrogeno è ciò che gli permette di svolgere questo ruolo. Spesso l'idrogeno finisce per collegare il carbonio a più atomi di idrogeno, e questa catena continua di atomi di idrogeno è ciò che crea il livello di complessità necessario per creare una molecola organica (ad esempio, un grasso o proteina).
Ossigeno
L'ossigeno ha diversi scopi in un organismo vivente. Proprio come l'idrogeno, si combina facilmente con il carbonio, e poiché un atomo neutro di ossigeno ha otto elettroni, un atomo di ossigeno si combina facilmente con più atomi di idrogeno per creare una catena complessa quando si formano grassi o proteine. Inoltre, l'ossigeno (insieme all'idrogeno) si trova nell'acqua, che è essenziale per un organismo vivente perché molti le reazioni chimiche all'interno di un organismo vivente si verificano nell'acqua e l'acqua è anche la mediana primaria in cui le cellule vivere.
Azoto
Nonostante costituisca solo l'1% circa degli atomi totali di un essere umano, l'azoto è essenziale sia per la vita umana che per altre forme di vita organica perché, insieme al carbonio, si trova in tutte le proteine. Una proteina è un composto che viene utilizzato nelle cellule per segnalare quali azioni la cellula deve intraprendere; effettivamente, le proteine traducono in azioni i codici passivi del DNA. L'azoto è anche simile all'ossigeno nella sua capacità di legarsi con diversi atomi di idrogeno; un atomo di azoto neutro ha sette elettroni.