Трьома елементами, які складають понад 99 відсотків органічних молекул, є вуглець, водень та кисень. Ці три об'єднуються разом, утворюючи майже всі хімічні структури, необхідні для життя, включаючи вуглеводи, ліпіди та білки. Крім того, азот, поєднуючись із цими елементами, також утворює важливу органічну молекулу у формі нуклеїнових кислот.
Вуглець
Вуглець є найважливішим елементом у формуванні органічних молекул; справді, життя на Землі називають "вуглецевим", оскільки поширеність вуглецю утворює необхідні для організму сполуки. Вуглець настільки поширений в органічних сполуках через його здатність утворювати до шести стійких зв’язків з іншими атомами; в результаті вуглець часто знаходиться в середині молекули з декількома різними атомами, і саме ця різноманітність дозволяє життю процвітати. Вуглець становить приблизно 10 відсотків людського організму.
Гідроген
Водень - найпоширеніший атом у Всесвіті, а також найпоширеніший елемент в органічних молекулах. Через свою особливу електронну природу атоми водню у великих кількостях містяться в декількох органічних молекулах, часто виконуючи роль точки зв’язку між центральним атомом вуглецю та іншими атомами. Крім того, водень утворює міцний зв’язок з вуглецем, що забезпечує більшу стійкість органічної молекули, ніж середня молекула. Кисень становить приблизно 63 відсотки людського тіла.
Кисень
Кисень є вирішальним елементом в органічних молекулах, оскільки, подібно вуглецю, він може утримувати кілька різних зв’язків (хоча і не з однаковою міцністю вуглецю, отже, він зазвичай не знаходиться в середині органічної молекули) і, що важливо, він вносить достатню кількість різноманітності, щоб утворити майже нескінченну кількість молекули. Вуглець, водень та кисень об’єднуються, утворюючи білки, вуглеводи (що є поєднанням вуглецю з водою) та ліпіди - усі життєво важливі сполуки. Кисень становить приблизно 26 відсотків людського тіла.
Азот
Хоча азот і не настільки поширений, як вуглець, водень та кисень, азот виявляється у надзвичайно важливому типі органічної молекули, яка називається нуклеїнова кислота. Два типи нуклеїнових кислот, знайдені в клітинах, - це ДНК і РНК, які складають генетичний план клітини і містять всю кодифіковану інформацію, необхідну для функціонування та розмноження клітини. Азот становить приблизно 1 відсоток людського тіла.