I tre elementi che costituiscono oltre il 99 percento delle molecole organiche sono carbonio, idrogeno e ossigeno. Questi tre si combinano insieme per formare quasi tutte le strutture chimiche necessarie per la vita, compresi i carboidrati, i lipidi e le proteine. Inoltre, l'azoto, quando associato a questi elementi, forma anche una molecola organica cruciale sotto forma di acidi nucleici.

Carbon

Il carbonio è il più essenziale degli elementi nella formazione delle molecole organiche; in effetti, la vita sulla Terra è stata definita "basata sul carbonio" a causa della prevalenza del carbonio nella formazione di composti essenziali per gli organismi. Il carbonio è così diffuso nei composti organici grazie alla sua capacità di formare fino a sei legami stabili con altri atomi; di conseguenza, il carbonio è spesso nel mezzo di una molecola con diversi atomi diversi, ed è questa diversità che consente alla vita di prosperare. Il carbonio costituisce circa il 10% del corpo umano.

Idrogeno

L'idrogeno è l'atomo più comune dell'universo ed è anche l'elemento più comune nelle molecole organiche. A causa della sua singolare natura di elettroni, gli atomi di idrogeno si presentano in quantità elevate in diverse molecole organiche, spesso fungendo da punto di collegamento tra l'atomo di carbonio centrale e altri atomi. Inoltre, l'idrogeno forma un forte legame con il carbonio, che conferisce maggiore stabilità a una molecola organica rispetto a una molecola media. L'ossigeno costituisce circa il 63% del corpo umano.

Ossigeno

L'ossigeno è un elemento cruciale nelle molecole organiche perché, proprio come il carbonio, può contenere diversi legami (anche se non con la stessa forza di carbonio, quindi non è normalmente nel mezzo di una molecola organica) e, soprattutto, aggiunge abbastanza varietà per formare una quantità quasi infinita di molecole. Il carbonio, l'idrogeno e l'ossigeno si combinano per formare proteine, carboidrati (che è una combinazione di carbonio con acqua) e lipidi, tutti composti essenziali per la vita. L'ossigeno costituisce circa il 26 percento del corpo umano.

Azoto

Pur non essendo quasi così prevalente come carbonio, idrogeno e ossigeno, l'azoto si presenta in un tipo estremamente importante di molecola organica chiamata nucleo acido. I due tipi di acidi nucleici presenti nelle cellule sono DNA e RNA, che costituiscono il modello genetico della cellula e contengono tutte le informazioni codificate necessarie affinché la cellula funzioni e si riproduca. L'azoto costituisce circa l'1% del corpo umano.