Wetenschappers verwijzen gewoonlijk naar verbindingen die het element koolstof bevatten als organisch, hoewel sommige koolstofhoudende verbindingen niet organisch zijn. Koolstof is onder andere uniek omdat het zich op vrijwel onbeperkte manieren kan binden met elementen zoals waterstof, zuurstof, stikstof, zwavel en andere koolstofatomen. Elk levend wezen heeft vier soorten organische verbindingen nodig om te overleven - koolhydraten, lipiden, nucleïnezuren en eiwitten. Organismen komen deze fundamentele verbindingen in hun voeding tegen of kunnen ze in hun lichaam maken.
Koolhydraten

Koolhydraten zijn organische verbindingen die koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen bevatten in een 1-2-1-verhouding. Wetenschappers erkennen drie verschillende soorten koolhydraten die variëren in het aantal suikermoleculen die ze bevatten, volgens Dr. Mary Jean Holland van het Department of Natural Sciences van Baruch College. Monosachariden, zoals glucose, bevatten één suikermolecule. Disacchariden zoals sucrose en lactose hebben twee suikermoleculen. Polysachariden zoals zetmeel en cellulose zijn schakels van talloze suikermoleculen. Organismen gebruiken koolhydraten als energie, in bepaalde cellulaire structuren en als een manier om energie op te slaan voor later gebruik. Professor William Reusch geeft in zijn Virtual Textbook of Organic Chemistry aan dat koolhydraten de meest voorkomende organische verbindingen in organismen zijn, waarbij glucose de meest bekende koolhydraatvorm is.
Lipiden

Lipiden bestaan uit verbindingen zoals vetten , oliën en wassen. Deze organische verbindingen slaan energie op, vormen structurele componenten in cellen en dienen als isolatie in organismen. Dr. Alfred Merrill en Dr. Rachel Shireman, schrijven in het Journal of Nutrition, stellen dat het menselijke dieet slechts een paar essentiële lipidetypes moet bevatten: linolzuur en de vitamines A, D, E en K. Het Amerikaanse ministerie van Landbouw 2005 Richtlijnen voor Amerikanen beveelt volwassenen aan vet in hun dieet te beperken tot 20 tot 35 procent van de dagelijkse calorieën.
Nucleïnezuren

Er zijn twee soorten nucleïnezuren in levende wezens: deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur ( RNA). Vaak beschreven als de "blauwdruk" van het leven, dicteert DNA de genetische codes van organismen, die op hun beurt hun kenmerken bepalen. DNA slaat de informatie op om een speciaal type RNA te maken dat messenger RNA of mRNA wordt genoemd. RNA is direct verantwoordelijk voor de productie van eiwitten. DNA bestaat uit afzonderlijke eenheden die nucleotiden worden genoemd, in de vorm van twee afzonderlijke strengen die samen zijn gewonden in een gedraaide ladderachtige vorm die een dubbele helix wordt genoemd. RNA, ook bestaande uit nucleotiden, vormt een enkele streng die zeer nauw verwant is met DNA. De variabiliteit in de sequenties van de nucleotiden in ons DNA en RNA maakt ons individuen door het bepalen van de verschillende eiwitten die ons lichaam maakt en, uiteindelijk, de eigenschappen die we bezitten.
Eiwitten

Eiwitten zijn mogelijk de meest veelzijdige van alle soorten organische verbindingen die in levende wezens voorkomen. Ze maken bepaalde reacties mogelijk in organismen, transporteren andere verbindingen door het lichaam, helpen lichaamsdelen bewegen, zorgen voor structuur en dragen in principe bij aan alle functies in het lichaam. Net als andere organische verbindingen bestaan eiwitten uit kleinere bouwstenen die aminozuren worden genoemd. De meeste eiwitten op aarde bevatten combinaties van slechts 20 aminozuren, volgens het Hypertextbook van de Colorado State University