Trys elementai, kurie sudaro daugiau kaip 99 procentus organinių molekulių, yra anglis, vandenilis ir deguonis. Šie trys kartu sudaro beveik visas gyvybei reikalingas chemines struktūras, įskaitant angliavandenius, lipidus ir baltymus. Be to, azotas, sujungtas su šiais elementais, taip pat sudaro svarbiausią organinę molekulę nukleorūgščių pavidalu.
Anglis
Anglis yra pats svarbiausias elementas formuojant organines molekules; iš tikrųjų gyvybė Žemėje buvo vadinama „anglies pagrindu“ dėl anglies paplitimo formuojant būtinus organizmų junginius. Anglis organiniuose junginiuose yra tokia paplitusi dėl savo sugebėjimo suformuoti iki šešių stabilių ryšių su kitais atomais; dėl to anglis dažnai yra molekulės, turinčios kelis skirtingus atomus, viduryje, ir būtent ši įvairovė leidžia klestėti gyvybei. Anglis sudaro apie 10 procentų žmogaus kūno.
Vandenilis
Vandenilis yra labiausiai paplitęs atomas visatoje, taip pat yra labiausiai paplitęs organinių molekulių elementas. Dėl savo pavienio elektronų pobūdžio vandenilio atomai būna dideliais kiekiais keliose organinėse molekulėse, dažnai veikiantys kaip centrinio anglies atomo ir kitų atomų jungties taškas. Be to, vandenilis sukuria tvirtą ryšį su anglimi, o tai suteikia daugiau stabilumo organinei molekulei nei vidutinė molekulė. Deguonis sudaro apie 63 procentus žmogaus kūno.
Deguonis
Deguonis yra esminis organinių molekulių elementas, nes jis, panašiai kaip anglis, gali turėti keletą skirtingų jungčių (nors ir ne vienodo stiprumo anglies, taigi jis paprastai nėra organinės molekulės viduryje) ir, svarbiausia, jis suteikia pakankamai įvairovės, kad susidarytų beveik begalinis kiekis molekulės. Anglis, vandenilis ir deguonis sujungia baltymus, angliavandenius (tai anglies ir vandens derinys) ir lipidus - visus gyvybei būtinus junginius. Deguonis sudaro maždaug 26 procentus žmogaus kūno.
Azotas
Nors azotas nėra toks paplitęs kaip anglis, vandenilis ir deguonis, azotas pasirodo nepaprastai svarbioje organinių molekulių rūšyje, vadinamoje nukleino rūgštimi. Dvi ląstelėse randamos nukleorūgščių rūšys yra DNR ir RNR, sudarančios genetinį ląstelės planą ir turinčios visą koduotą informaciją, reikalingą ląstelei funkcionuoti ir daugintis. Azotas sudaro maždaug 1 procentą žmogaus kūno.