Laut der Biologieabteilung der Indiana University Southeast enthalten alle vier primären Biomoleküle Kohlenstoff. Dazu gehören Nukleinsäuren, Lipide, Kohlenhydrate und Proteine. Alle vier dieser Biomoleküle sind große und komplexe Moleküle, die sich die Fähigkeit der Kohlenstoffatome zunutze machen, lange Ketten zu bilden.
Selbst einfache, einzellige Organismen sind im Vergleich zu nicht lebenden Dingen wie Gesteinen oder Mineralien unglaublich komplex. Dementsprechend sind komplexe Moleküle erforderlich, um sie funktionsfähig zu halten. Kohlenstoff fungiert für solche Moleküle als effektives "Rückgrat", da Kohlenstoff sich leicht mit vielen anderen Atomen verbindet und lange Ketten bilden kann. Diese langen Ketten verbinden sich mit anderen Elementen wie Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel, um die vier Haupttypen von Biomolekülen zu bilden.
Lipide helfen Organismen, schützende Strukturen zu bilden, Zellmembranen aufzubauen und liefern die Energie für viele Stoffwechselprozesse. Proteine sind wichtige strukturelle Biomoleküle, die von Organismen zum Muskelaufbau und als Notfallnahrungsquelle verwendet werden. Darüber hinaus spielen Proteine zusammen mit Lipiden eine Rolle beim Aufbau von Zellmembranen. Nukleinsäuren enthalten die Erbinformationen eines Organismus in Form von DNA- und RNA-Molekülen. Kohlenhydrate dienen in erster Linie als Energiequelle für Organismen, aber in Form von Zellulose erfüllen sie auch strukturelle und schützende Funktionen in Pflanzen.
