Naukowcy zwykle odnoszą się do związków zawierających węgiel jako organicznych, chociaż niektóre związki zawierające węgiel nie są organiczne. Węgiel jest wyjątkowy wśród innych pierwiastków, ponieważ może wiązać się praktycznie bez ograniczeń z takimi pierwiastkami, jak wodór, tlen, azot, siarka i inne atomy węgla. Każda żywa istota do przeżycia potrzebuje czterech rodzajów związków organicznych – węglowodanów, lipidów, kwasów nukleinowych i białek. Organizmy napotykają te podstawowe związki w swojej diecie lub mogą wytwarzać je w swoich ciałach.
Węglowodany
Węglowodany to związki organiczne zawierające atomy węgla, wodoru i tlenu w stosunku 1-2-1. Naukowcy uznają trzy różne rodzaje węglowodanów, które różnią się liczbą cząsteczek cukru zawierają, według dr Mary Jean Holland z Wydziału Nauk Przyrodniczych w Baruch College. Monosacharydy, takie jak glukoza, zawierają jedną cząsteczkę cukru. Disacharydy, takie jak sacharoza i laktoza, mają dwie cząsteczki cukru. Polisacharydy, takie jak skrobia i celuloza, są łącznikami wielu cząsteczek cukru. Organizmy wykorzystują węglowodany jako energię w pewnych strukturach komórkowych oraz jako sposób na przechowywanie energii do późniejszego wykorzystania. Profesor William Reusch w swoim Virtual Textbook of Organic Chemistry wskazuje, że węglowodany są: najwięcej związków organicznych w organizmach, przy czym glukoza jest najbardziej znanym węglowodanem Formularz.
Lipidy
Lipidy składają się ze związków takich jak tłuszcze, oleje i woski. Te związki organiczne magazynują energię, tworzą składniki strukturalne w komórkach i służą jako izolacja w organizmach. Dr Alfred Merrill i dr Rachel Shireman, pisząc w Journal of Nutrition, twierdzą, że dieta człowieka powinna zawierać tylko kilka podstawowych typów lipidów: kwas linolowy i witaminy A, D, E i K. Wytyczne żywieniowe dla Amerykanów Departamentu Rolnictwa USA z 2005 r. zalecają dorosłym ograniczenie tłuszczu w diecie do od 20 do 35 procent dziennych kalorii.
Kwasy nukleinowe
W organizmach żywych występują dwa rodzaje kwasów nukleinowych: kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). Często określany jako „plan” życia, DNA dyktuje kody genetyczne organizmów, które z kolei określają ich cechy. DNA przechowuje informacje, aby utworzyć specjalny rodzaj RNA zwany informacyjnym RNA lub mRNA. RNA jest bezpośrednio odpowiedzialny za produkcję białek. DNA składa się z pojedynczych jednostek zwanych nukleotydami, przybierających formę dwóch oddzielnych nici zwiniętych razem w skręcony, przypominający drabinę kształt zwany podwójną helisą. RNA, również składający się z nukleotydów, tworzy pojedynczą nić bardzo blisko spokrewnioną z DNA. Zmienność sekwencji nukleotydów w naszym DNA i RNA czyni nas jednostkami, określając różne białka wytwarzane przez nasze ciała i ostatecznie cechy, które posiadamy.
Białka
Białka są prawdopodobnie najbardziej wszechstronnymi ze wszystkich rodzajów związków organicznych występujących w organizmach żywych. Umożliwiają pewne reakcje w organizmach, transportują inne związki w organizmie, pomagają częściom ciała poruszać się, zapewniają strukturę i zasadniczo przyczyniają się do wszystkich funkcji w ciele. Podobnie jak inne związki organiczne, białka składają się z mniejszych cegiełek zwanych aminokwasami. Większość białek na ziemi zawiera kombinację zaledwie 20 aminokwasów, zgodnie z Biotechnology Hypertextbook z Colorado State University.