Según el Departamento de Biología de la Indiana University Southeast, las cuatro biomoléculas primarias contienen carbono. Esto incluye ácidos nucleicos, lípidos, carbohidratos y proteínas. Las cuatro de estas biomoléculas son moléculas grandes y complejas que aprovechan la capacidad de los átomos de carbono para formar largas cadenas.
Incluso los organismos simples, unicelulares, son increíblemente complejos en comparación con los seres no vivos, como las rocas o los minerales. Por consiguiente, se requieren moléculas complejas para mantenerlas funcionando. El carbono funciona como una "espina dorsal" efectiva para tales moléculas, porque el carbono se enlaza fácilmente con muchos otros átomos y puede formar largas cadenas. Estas largas cadenas se unen a otros elementos, como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre, para crear los cuatro tipos principales de biomolécula.
Los lípidos ayudan a los organismos a formar estructuras protectoras, construyen membranas celulares y proporcionan la energía para muchos procesos metabólicos. Las proteínas son importantes biomoléculas estructurales que son utilizadas por los organismos para formar músculos y como fuente de alimentos de emergencia. Además, junto con los lípidos, las proteínas desempeñan un papel en la construcción de las membranas celulares. Los ácidos nucleicos contienen la información hereditaria de un organismo en forma de moléculas de ADN y ARN. Los carbohidratos sirven principalmente como una fuente de energía para los organismos, pero también tienen funciones estructurales y de protección en las plantas cuando toman la forma de celulosa.