Selon le département de biologie de l'Université de l'Indiana du Sud-Est, les quatre biomolécules primaires contiennent du carbone. Cela comprend les acides nucléiques, les lipides, les glucides et les protéines. Ces quatre biomolécules sont de grosses molécules complexes qui tirent parti de la capacité des atomes de carbone à former de longues chaînes.
Même les organismes unicellulaires simples sont incroyablement complexes par rapport aux êtres non vivants, tels que les roches ou les minéraux. En conséquence, des molécules complexes sont nécessaires pour leur permettre de fonctionner. Le carbone fonctionne comme une "épine dorsale" efficace pour de telles molécules, car le carbone se lie facilement avec de nombreux autres atomes et peut former de longues chaînes. Ces longues chaînes se lient à d'autres éléments, tels que l'oxygène, l'hydrogène, l'azote, le phosphore et le soufre, pour créer les quatre principaux types de biomolécules.
Les lipides aident les organismes à former des structures protectrices, à construire des membranes cellulaires et à fournir l'énergie nécessaire à de nombreux processus métaboliques. Les protéines sont des biomolécules structurelles importantes qui sont utilisées par les organismes pour construire des muscles et comme source de nourriture d'urgence. De plus, avec les lipides, les protéines jouent un rôle dans la construction des membranes cellulaires. Les acides nucléiques détiennent les informations héréditaires d'un organisme sous la forme de molécules d'ADN et d'ARN. Les glucides servent principalement de source d'énergie pour les organismes, mais ils jouent également un rôle structurel et protecteur dans les plantes lorsqu'ils prennent la forme de cellulose.