Trije elementi, ki sestavljajo več kot 99 odstotkov organskih molekul, so ogljik, vodik in kisik. Ti trije skupaj združujejo skoraj vse kemične strukture, potrebne za življenje, vključno z ogljikovimi hidrati, lipidi in beljakovinami. Poleg tega dušik v povezavi s temi elementi tvori tudi ključno organsko molekulo v obliki nukleinskih kislin.
Ogljik
Ogljik je najpomembnejši element pri tvorbi organskih molekul; Pravzaprav je življenje na Zemlji imenovano "na osnovi ogljika" zaradi razširjenosti ogljika pri tvorbi esencialnih spojin za organizme. Ogljik je tako razširjen v organskih spojinah zaradi njegove sposobnosti, da tvori do šest stabilnih vezi z drugimi atomi; posledično je ogljik pogosto v sredini molekule z več različnimi atomi in prav ta raznolikost omogoča, da življenje cveti. Ogljik predstavlja približno 10 odstotkov človeškega telesa.
Vodik
Vodik je najpogostejši atom v vesolju in je tudi najpogostejši element v organskih molekulah. Zaradi svoje edinstvene elektronske narave se atomi vodika v velikih količinah pojavljajo v več organskih molekulah in pogosto delujejo kot povezovalna točka med centralnim atomom ogljika in drugimi atomi. Poleg tega vodik tvori močno vez z ogljikom, ki daje večjo stabilnost organski molekuli kot povprečna molekula. Kisik predstavlja približno 63 odstotkov človeškega telesa.
Kisik
Kisik je ključni element v organskih molekulah, saj lahko podobno kot ogljik vsebuje več različnih vezi (čeprav ne z enako trdnostjo ogljik, zato običajno ni v sredini organske molekule) in, kar je pomembno, doda dovolj raznolikosti, da tvori skoraj neskončno količino molekul. Ogljik, vodik in kisik tvorijo beljakovine, ogljikove hidrate (ki so kombinacija ogljika in vode) in lipide, vse življenjsko pomembne spojine. Kisik predstavlja približno 26 odstotkov človeškega telesa.
Dušik
Čeprav dušik ni skoraj tako razširjen kot ogljik, vodik in kisik, se dušik pokaže v izjemno pomembni vrsti organske molekule, imenovani nukleinska kislina. Dve vrsti nukleinskih kislin, ki jih najdemo v celicah, sta DNA in RNA, ki sestavljata genetski načrt celice in vsebujeta vse kodificirane informacije, potrebne za delovanje in razmnoževanje celice. Dušik predstavlja približno 1 odstotek človeškega telesa.