Berbagai macam molekul organik dapat dijumpai dalam organisme hidup, tetapi hanya ada beberapa molekul organik yang berperan penting bagi tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Senyawa-senyawa yang berperan penting tersebut ialah karbohidrat, protein, lipida dan asam nukleat.
Karbohidrat dapat berupa monosakarida (monomer) dan polisakarida (polimer). Di dalam tubuh tumbuhan unit-unit monomer ini dapat diangkut ke bagian-bagian tumbuhan yang membutuhkan atau masuk ke dalam jalur metabolisme tertentu dan oleh reaksi-reaksi kimia tertentu akan diubah menjadi polimer struktural (misalnya selulosa dan protein), bahan cadangan makanan (misalnya pati), protein yang berupa enzim atau dapat juga dipakai untuk membangun sel, jaringan, organ dan sistem organ hingga menjadi organisme tumbuhan yang bersifat multiselular. Protein merupakan suatu polimer yang tersusun dari banyak molekul monomer yang dinamakan asam amino. Asam nukleat terususun dari nukleotida, sehingga sering disebut juga polinukleotida. Lipid, porfirin, lignin, kutin dan suberin tidak mempunyai hubungan monomer-polimer seperti yang ditemukan pada karbohidrat, protein dan asam nukleat. Molekul-molekul tersebut tersusun dari komponen-komponen yang jenisnya relatif sedikit.
Karbohidrat tersusun atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan ada beberapa karbohidrat mengandung nitrogen. Semua asam amino yang menyusun protein mengandung unsur karbon, hidrogen, oksigen dan beberapa mengandung unsur sulfur. Beberapa lipid hanya mengandung karbon, hidrogen dan oksigen, tetapi ada juga lipid yang mengandung unsur nitrogen dan fosfor. Porfirin tersusun dari unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lain. Nukleotida mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan fosfor.