Три елемента која чине преко 99 процената органских молекула су угљеник, водоник и кисеоник. Ова тројица се заједно комбинују у готово све хемијске структуре потребне за живот, укључујући угљене хидрате, липиде и протеине. Поред тога, азот, упарен са овим елементима, такође ствара пресудан органски молекул у облику нуклеинских киселина.
Угљеник
Угљеник је најважнији елемент у формирању органских молекула; заиста, живот на Земљи назива се „заснован на угљенику“ због преваленције угљеника у стварању есенцијалних једињења за организме. Угљеник је толико распрострањен у органским једињењима због његове способности да формира до шест стабилних веза са другим атомима; као резултат тога, угљеник је често у средини молекула са неколико различитих атома и управо та разноликост омогућава живот да цвета. Угљеник чини приближно 10 процената људског тела.
Водоник
Водоник је најчешћи атом у свемиру, а такође је и најчешћи елемент у органским молекулима. Због своје јединствене електронске природе, атоми водоника се у великим количинама јављају у неколико органских молекула, често делујући као тачка повезивања између централног атома угљеника и других атома. Поред тога, водоник формира јаку везу са угљеником, што даје већу стабилност органском молекулу од просечног молекула. Кисеоник чини приближно 63 процента људског тела.
Кисеоник
Кисеоник је пресудан елемент у органским молекулима, јер, попут угљеника, може да садржи неколико различитих веза (мада не исте снаге угљеник, стога он обично није у средини органског молекула) и, што је важно, додаје довољно разноликости да се формира готово бесконачна количина молекула. Угљеник, водоник и кисеоник комбинују се да би створили протеине, угљене хидрате (који је комбинација угљеника са водом) и липиде, сва једињења неопходна за живот. Кисеоник чини приближно 26 процената људског тела.
Азот
Иако није ни приближно распрострањен као угљеник, водоник и кисеоник, азот се појављује у изузетно важном типу органског молекула који се назива нуклеинска киселина. Две врсте нуклеинских киселина које се налазе у ћелијама су ДНК и РНК, које чине генетски план ћелије и садрже све кодификоване информације потребне за функционисање и репродукцију ћелије. Азот чини приближно 1 проценат људског тела.