Углерод составляет свыше 50 % сухой массы органических веществ, поэтому химические свойства живых организмов в значительной степени зависят от него. Органические соединения составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма.
Органическими соединениями называются вещества, которые имеют скелеты с ковалентно связанными атомами углерода. Органические соединения бывают низкомолекулярные (органические кислоты, их эфиры, аминокислоты, свободные жирные кислоты и т. п.) и высокомолекулярные. Важнейшими органическими соединениями клетки, которые составляют почти все сухое вещество клетки, являются высокомолекулярные: липиды, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты. В разных типах клеток содержится разное количество органических соединений. Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы — полисахариды, у животных — больше белков и жиров.
Органические вещества представлены соединениями, которые имеют большую молекулярную массу, поэтому называются макромолекулами (биополимерами). Наименьшую молекулярную массу имеют липиды (молекулярная масса составляет 50-1500).
Полимеры (от греч. поле — много, мерес — часть), или макромолекулы, состоят из простых одинаковых молекул или похожих единиц — мономеров (от греч. монос — один), которые последовательно связаны между собой ковалентной связью. Мономеры имеют способность к образованию полимеров — полимеризации. Это процесс образования длинных цепей, которые могут быть или разветвленными, или неразветвленными. Полимеры, которые состоят из одинаковых мономеров, называются гомополимерами. Если в состав полимеров входят разные мономеры, то они называются гетерополимерами.
Особенности строения биополимеров тех или других организмов обуславливают их биохимическую своеобразность. Мономеры бывают часто одинаковыми у представителей разных групп организмов. Мономерами белков являются аминокислоты, мономерами сложных углеводов (полисахаридов) — моносахариды, нуклеиновых кислот — нуклеотиды.
Ряд органических соединений относится к биологически активным веществам: гормонам, пигментам, витаминам и т. п.