Alle organische verbindingen bevatten koolstof als hun hoofdbestanddeel. Koolstofatomen vormen de ruggengraat die zich hecht aan andere atomen, waaronder waterstof, stikstof, zuurstof en zwavel. Koolstof hecht ook aan de halogenen: florine, chloor, broom en jodium. Koolstofatomen zijn de basis bouwstenen van het leven, en energierijke organische verbindingen zijn belangrijk in alle levensprocessen.

Landgebonden

De meest voorkomende organische verbinding in het aardse milieu is cellulose. Een type koolhydraat, cellulose bevat ketens van glucoseringen. Verstevigende sterkte en stijfheid, cellulose vormt de celwanden van planten. Cellulose is het belangrijkste bestanddeel van hout, waardoor deze organische verbinding de meest voorkomende is op het oppervlak van de aarde. Cellulose is moeilijk te verteren, maar is veelbelovend voor het bevorderen van de ontwikkeling van biobrandstoffen.

Atmosferische

De meest voorkomende organische verbinding in de atmosfeer van de aarde is methaan, een broeikasgas dat betrokken is bij klimaatverandering. Bronnen van atmosferisch methaan zijn onder meer darmfermentatie (vertering bij vee), wetlands, rijstvelden, verbranding van biomassa (bosbranden), termieten, stortplaatsen, de oceaan, zoetwaterecosystemen, gashydraten, kolenwinning en gasboringen - ontluchting en transmissie. In 1988 werd de totale jaarlijkse productie van methaan geschat op ongeveer 540 teragrammen (595 miljoen ton).

Oceanic

Fytoplankton is de primaire producent van organische verbindingen in de oceaan. Deze kleine eencellige organismen leven in de buurt van het oppervlak van het water en ondergaan fotosynthese, waardoor anorganische koolstof wordt omgezet in organische verbindingen. Door koolstofdioxide op te nemen, geven ze zoveel aardgas af als aardse planten. Een belangrijk onderdeel van het koolstofcyclus- en klimaatsysteem van de aarde, wanneer fytoplankton sterft, het zinkt, koolstof naar de bodem van de zee.

Pedospheric

Bodems zijn samengesteld uit organische verbindingen die belangrijk zijn voor biologische processen . Slechts een fractie van de buitenste laag van het aardoppervlak, of de pedosfeer vormen, organische verbindingen vormen de basis voor het leven in de aardse omgeving. Organische verbindingen houden bodemdeeltjes bij elkaar om erosie te verminderen en verdichting te minimaliseren, de opslag en het transport van lucht, voedingsstoffen en water te verbeteren die plantengroei en groei van ontbindende organismen in de bodem ondersteunen. Organische verbindingen verminderen ook de toxische effecten van verontreinigende stoffen en houden atmosferische koolstof vast.