Tri prvky, ktoré tvoria viac ako 99 percent organických molekúl, sú uhlík, vodík a kyslík. Tieto tri kombinujú dohromady a vytvárajú takmer všetky chemické štruktúry potrebné pre život, vrátane sacharidov, lipidov a bielkovín. Navyše, dusík, ak je spárovaný s týmito prvkami, tiež tvorí rozhodujúcu organickú molekulu vo forme nukleových kyselín.
Uhlík
Uhlík je najdôležitejším z prvkov pri formovaní organických molekúl; Život na Zemi sa skutočne označuje ako „založený na uhlíku“ kvôli prevalencii uhlíka pri tvorbe základných zlúčenín pre organizmy. Uhlík je v organických zlúčeninách taký rozšírený kvôli svojej schopnosti vytvárať až šesť stabilných väzieb s inými atómami; vo výsledku je uhlík často uprostred molekuly s niekoľkými rôznymi atómami a práve táto rozmanitosť umožňuje rozkvet života. Uhlík tvorí približne 10 percent ľudského tela.
Vodík
Vodík je najbežnejším atómom vo vesmíre a je tiež najbežnejším prvkom v organických molekulách. Kvôli svojej singulárnej elektrónovej povahe sa atómy vodíka vyskytujú vo vysokých množstvách v niekoľkých organických molekulách, často pôsobiacich ako spojovací bod medzi centrálnym atómom uhlíka a inými atómami. Vodík navyše vytvára silnú väzbu s uhlíkom, čo dodáva organickej molekule väčšiu stabilitu ako priemerná molekula. Kyslík tvorí približne 63 percent ľudského tela.
Kyslík
Kyslík je rozhodujúcim prvkom v organických molekulách, pretože rovnako ako uhlík, môže obsahovať niekoľko rôznych väzieb (aj keď nie s rovnakou silou uhlík, takže to zvyčajne nie je uprostred organickej molekuly) a čo je dôležité, dodáva to dostatočnú rozmanitosť, aby sa vytvorilo takmer nekonečné množstvo molekuly. Uhlík, vodík a kyslík sa spoja a vytvoria bielkoviny, uhľohydráty (čo je kombinácia uhlíka s vodou) a lipidy, všetky zlúčeniny nevyhnutné pre život. Kyslík tvorí približne 26 percent ľudského tela.
Dusík
Aj keď nie je dusík taký rozšírený ako uhlík, vodík a kyslík, dusík sa objavuje v mimoriadne dôležitom type organickej molekuly, ktorá sa nazýva nukleová kyselina. Dva typy nukleových kyselín nachádzajúcich sa v bunkách sú DNA a RNA, ktoré tvoria genetický plán bunky a obsahujú všetky kodifikované informácie potrebné na to, aby bunka fungovala a množila sa. Dusík tvorí približne 1 percento ľudského tela.