1. Water (H₂o): Water is het meest voorkomende molecuul in levende organismen en speelt een cruciale rol in veel biologische processen, waaronder:

* oplosmiddel: Water lost veel stoffen op, waardoor chemische reacties in cellen kunnen plaatsvinden.

* Temperatuurregeling: Water heeft een hoge warmtecapaciteit en helpt een stabiele interne temperatuur te behouden.

* Transport: Water is essentieel voor het transport van voedingsstoffen en afvalproducten in het lichaam.

2. Koolstofdioxide (CO₂): Hoewel het vaak als een verontreinigende stof wordt beschouwd, is koolstofdioxide een belangrijk onderdeel van fotosynthese, waarbij planten het gebruiken om energie te produceren. Dieren ademen koolstofdioxide uit als een afvalproduct van ademhaling.

3. zuurstof (o₂): Zuurstof is essentieel voor cellulaire ademhaling, het proces waarmee levende organismen energie verkrijgen uit voedsel.

4. stikstof (n₂): Stikstof is een component van eiwitten, nucleïnezuren (DNA en RNA) en andere vitale moleculen. Organismen kunnen niet direct atmosferische stikstof gebruiken, dus het moet worden omgezet in bruikbare vormen door stikstoffixatie door bepaalde bacteriën.

Hoewel deze vier moleculen essentieel zijn, hebben levende dingen ook een breed scala aan andere kleine moleculen nodig, waaronder suikers, lipiden en aminozuren.