Organski spojevi su složeni spojevi ugljika. Budući da se atomi ugljika međusobno lako vežu, osnovu većine organskih spojeva čine ugljikovi lanci koji se razlikuju po duljini i obliku. Atomi vodika, dušika i kisika najčešći su atomi koji su općenito vezani za atome ugljika. Svaki atom ugljika ima 4 kao svoj valentni broj što povećava složenost spojeva koji nastaju. Budući da atomi ugljika mogu stvoriti dvostruke i trostruke veze s drugim atomima, to također povećava vjerojatnost varijacija u molekularnom sastavu organskih spojeva.
Sva živa bića sastavljena su od zamršenih sustava anorganskih i organskih spojeva. Na primjer, postoje mnoge vrste organskih spojeva koji se nalaze u prirodi, kao što su ugljikovodici. Ugljikovodici su molekule koje nastaju spajanjem ugljika i vodika. Nisu topljivi u vodi i lako se distribuiraju. Tu su i aldehidi – molekularna povezanost molekule kisika s dvostrukom vezom i atoma ugljika.
Postoji mnogo klasa organskih spojeva. Izvorno se vjerovalo da potječu samo od živih organizama. Međutim, sredinom 1800-ih postalo je jasno da se mogu stvoriti i od jednostavnih anorganskih proteina. Ipak, mnogi organski spojevi povezani su s osnovnim životnim procesima, kao što su ugljikohidrati, proteini, nukleinske kiseline i lipidi.
Ugljikohidrati su hidrati ugljika i uključuju šećere. Oni su prilično brojni i ispunjavaju niz uloga živih organizama. Na primjer, ugljikohidrati su odgovorni za pohranjivanje i prijenos energije, održavanje strukture biljaka i životinja te za pomoć funkcioniranju imunološkog sustava, zgrušavanju krvi i oplodnji – da spomenemo samo neke.
Proteini su klasa organskih spojeva koji se sastoje od ugljika, vodika, dušika i kisika. Proteini su topljivi u vodi. Sam protein se sastoji od podjedinica koje se nazivaju aminokiseline. U prirodi postoji 20 različitih aminokiselina – organizmi ih mogu pretvoriti iz jedne u drugu za sve osim osam aminokiselina.
Lipidi obuhvaćaju klasu organskih spojeva koji su netopivi u vodi ili drugim polarnim otapalima; međutim, oni su topljivi u organskim otapalima. Lipidi se sastoje od ugljika, vodika, kisika i niza drugih elemenata. Lipidi pohranjuju energiju, štite unutarnje organe, osiguravaju izolaciju na niskim temperaturama, među ostalim značajkama. Lipidi se mogu podijeliti u nekoliko skupina u rasponu od triglicerida, steroida, voskova i fosfolipida.
Nukleinske kiseline su još jedna skupina organskih spojeva. Oni su univerzalni u svim živim organizmima. Zapravo, nalaze se u stanicama i virusima. Neki ljudi možda ne smatraju da je virus živo biće. Friedrich Miescher otkrio je nukleinske kiseline 1871.