Anorganische stoffen zijn moleculen en ionen die geen koolstof-waterstofverbindingen als basisstructuur bezitten. In levende systemen omvatten de anorganische stoffen met name water ([INLINE EQUATION]H₂O[/INLINE EQUATION]), minerale ionen en diverse gassen zoals zuurstof ([INLINE EQUATION]O₂[/INLINE EQUATION]) en koolstofdioxide ([INLINE EQUATION]CO₂[/INLINE EQUATION]).
Water bezit een polair karakter door de ongelijke verdeling van elektronen in het [INLINE EQUATION]H₂O[/INLINE EQUATION]-molecule, waardoor het uitstekend geschikt is om polaire moleculen en ionen op te lossen. De hydrofiele aard bevordert de interactie met geladen stoffen, essentieel voor het oplossen en transporteren van voedingsstoffen en metabolieten.
Organische stoffen zijn moleculen op basis van koolstofatomen ([INLINE EQUATION]C[/INLINE EQUATION]), waarin bijna altijd waterstof ([INLINE EQUATION]H[/INLINE EQUATION]) aanwezig is, en vaak zuurstof ([INLINE EQUATION]O[/INLINE EQUATION]), stikstof ([INLINE EQUATION]N[/INLINE EQUATION]), fosfor ([INLINE EQUATION]P[/INLINE EQUATION]) en zwavel ([INLINE EQUATION]S[/INLINE EQUATION]). Hun complexiteit ligt in hun vaak lange, vertakte of onvertakte ketens en ringsystemen.
Monosachariden zijn de eenvoudigste koolhydraatvormen en vormen enkelvoudige suikers met een basisformule [INLINE EQUATION]C_nH_{2n}O_n \quad (n \geq 3)[/INLINE EQUATION]. Zij zijn niet door hydrolyse verder af te breken.
Disachariden zijn koolhydraatverbindingen bestaande uit twee covalent verbonden monosachariden via een condensatiereactie, waarbij een watermolecuul wordt afgesplitst. De binding tussen monosachariden heet een glycosidebinding.
Bij de vorming van sacharose reageren het [INLINE EQUATION]C1[/INLINE EQUATION]-atoom van [INLINE EQUATION]\alpha\text{-}glucose[/INLINE EQUATION] en het [INLINE EQUATION]C2[/INLINE EQUATION]-atoom van [INLINE EQUATION]\beta\text{-}fructose[/INLINE EQUATION] onder afsplitsing van [INLINE EQUATION]H_2O[/INLINE EQUATION], resulterend in een [INLINE EQUATION]1,2[/INLINE EQUATION]-glycosidebinding.
Polysachariden zijn macromoleculen opgebouwd uit vele aaneengeschakelde monosachariden, vooral glucose, via glycosidebindingen. Zij functioneren als opslagmoleculen, bouwstoffen en structurele componenten.
Lipiden zijn biologische moleculen opgebouwd uit de elementen koolstof, waterstof en zuurstof. Ze vertonen apolaire eigenschappen en zijn slechter oplosbaar in water dan sachariden.
Eiwitten zijn polymeren opgebouwd uit een geordende opeenvolging van aminozuren, via peptidebindingen gekoppeld tot polypeptiden. Het elementair patroon omvat [INLINE EQUATION]C[/INLINE EQUATION], [INLINE EQUATION]H[/INLINE EQUATION], [INLINE EQUATION]O[/INLINE EQUATION], [INLINE EQUATION]N[/INLINE EQUATION]; een aanzienlijk aantal eiwitten bevat zwavel ([INLINE EQUATION]S[/INLINE EQUATION]) via cysteïne en methionine.
De ruimtelijke structuur van eiwitten kent vier organisatorische niveaus, die samen de biologische activiteit en specificiteit van het eiwit bepalen.
Nucleïnezuren omvatten DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur), opgebouwd uit nucleotiden bestaande uit een pentosesuiker, een fosfaatgroep en een stikstofbase.