تحتوي كل المركبات الأساسية التي يتكون منها الكائن الحي على عنصر الكربون باستثناء الماء. وتستطيع كل ذرة كربون ان تُكوِّن أربع روابط كيميائية ذات ثبات شديد مع الذرات الأخرى. كما تستطيع ذرات الكربون أن ترتبط مع مثيلاتها لتكون سلاسل ذات أطوال وأشكال مختلفة. وتعد هذه الخصائص فريدة لعنصر الكربون، ولذلك يصعب أن نتخيل أن تقوم الحياة كما نعرفها على شيء آخر غير الكربون.
ويستطيع الكربون أن يكوِّن آلاف الأنواع من الجزيئات الصغيرة، ولكن معظم المادة الحية تتكون من حوالي50 نوعًا من الجزيئات الكربونية، ومن الجزيئات الكبرية (الجزيئات الكبيرة المعقدة) التي تتكون من الجزيئات الصغيرة. وتوجد أربعة أنواع رئيسية من هذه الجزيئات الكبرية هي: 1- الكربوهيدرات 2- الدهون 3- البروتينات 4- الأحماض النووية.
الكربوهيدرات. وهي تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين. تحتوي الكربوهيدرات على هذه العناصر بنسبة ذرة من الكربون وذرة من الأكسجين، لكل ذرتين من الهيدروجين تقريبًا. والمركبات الكربوهيدراتية الأساسية هى السكَّريات البسيطة التي تُسمى أحاديات السكريد. وتقدم السكريات الطاقة اللازمة للعمليات الخلوية.
تقوم الكائنات الحية بتجميع السكريات البسيطة في سلاسل طويلة تسمى عديدات السكريد. وبعض عديدات السكريد هذه تُستخدم في تخزين الغذاء. والنشويات هى المادة الأساسية لتخزين المواد الكربوهيدراتية في النبات، ويقوم الجليكوجين (النشاء الحيواني) بنفس الوظيفة في الحيوانات. وبعض السكريات المعقدة الأخرى توفر دعامات البناء. وعديد السكريد المسمى بالسليلوز، هو الدعامة الأساسية في النباتات الخضراء. وعلى سبيل المثال، يتكون الخشب بكامله ـ تقريبًا ـ من السليلوز. انظر: الكربوهيدرات.