Os três elementos que constituem mais de 99% das moléculas orgânicas são carbono, hidrogênio e oxigênio. Esses três se combinam para formar quase todas as estruturas químicas necessárias para a vida, incluindo carboidratos, lipídios e proteínas. Além disso, o nitrogênio, quando emparelhado com esses elementos, também forma uma molécula orgânica crucial na forma de ácidos nucléicos.
Carbono
O carbono é o mais essencial dos elementos na formação de moléculas orgânicas; na verdade, a vida na Terra tem sido referida como "baseada no carbono" devido à prevalência do carbono na formação de compostos essenciais para os organismos. O carbono é tão prevalente em compostos orgânicos por causa de sua capacidade de formar até seis ligações estáveis com outros átomos; como resultado, o carbono geralmente está no meio de uma molécula com vários átomos diferentes, e é essa diversidade que permite que a vida floresça. O carbono representa aproximadamente 10% do corpo humano.
Hidrogênio
O hidrogênio é o átomo mais comum no universo e também o elemento mais comum nas moléculas orgânicas. Por causa de sua natureza única de elétron, os átomos de hidrogênio ocorrem em grandes quantidades em várias moléculas orgânicas, muitas vezes agindo como um ponto de ligação entre o átomo de carbono central e outros átomos. Além disso, o hidrogênio forma uma forte ligação com o carbono, o que dá mais estabilidade a uma molécula orgânica do que uma molécula média. O oxigênio constitui aproximadamente 63 por cento do corpo humano.
Oxigênio
O oxigênio é um elemento crucial nas moléculas orgânicas porque, assim como o carbono, pode conter várias ligações diferentes (embora não com a mesma força de carbono, portanto, normalmente não está no meio de uma molécula orgânica) e, mais importante, adiciona variedade suficiente para formar uma quantidade quase infinita de moléculas. Carbono, hidrogênio e oxigênio se combinam para formar proteínas, carboidratos (que é uma combinação de carbono com água) e lipídios, todos compostos essenciais à vida. O oxigênio representa aproximadamente 26% do corpo humano.
Azoto
Embora não seja tão prevalente quanto o carbono, hidrogênio e oxigênio, o nitrogênio aparece em um tipo extremamente importante de molécula orgânica chamada ácido nucléico. Os dois tipos de ácidos nucléicos encontrados nas células são o DNA e o RNA, que constituem o projeto genético da célula e contêm todas as informações codificadas necessárias para que a célula funcione e se reproduza. O nitrogênio constitui aproximadamente 1% do corpo humano.