Tutta la materia è costituita da particelle elementari, le molecole, che a loro volta sono costituite da atomi. In natura esistono un centinaio di atomi differenti fra loro, alcuni sono più frequenti e abbondanti, altri sono più rari.

Se analizziamo la composizione chimica della materia che costituisce gli esseri viventi, osserviamo che è caratteristicamente presente il carbonio, così come le rocce che costituiscono la terra in cui viviamo sono caratterizzate dalla presenza di silicio.
Questi due elementi sono molto simili, hanno infatti la capacità di effettuare un numero molto elevato di legami chimici, e, inoltre, formano facilmente legami fra loro. Ciò permette la formazione di molecole di dimensioni gigantesche, le macromolecole.

Gli atomi di carbonio, rispetto a quelli del silicio, sono di dimensioni inferiori, e per questo sono stati selezionati, nel corso dell'evoluzione chimica della vita per formare le molecole della vita (biomolecole).

Quindi le molecole che caratterizzano gli esseri viventi sono di grandi dimensioni e  basate sull'elemento carbonio. Esse possono essere raggruppate in quattro classi: