Cada componente vivo y no vivo que comprende la materia consiste en moléculas, que se forman a partir de la combinación química de partículas microscópicas conocidas como átomos. A diferencia de los átomos, las moléculas pueden pasar de un estado de importa en otro.
En ciencia, la materia se define como cualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa de descanso. Las formas más predominantes de materia en la Tierra se clasifican en tres: sólido, líquido y gas. Una cuarta clasificación, llamada plasma, tiene la mayor proporción de materia en el universo.
Un elemento químico es una sustancia pura que no se puede dividir en otro tipo de material por ningún medio químico o transformación. A principios del siglo XVII, el químico inglés John Dalton propuso que los elementos químicos están formados por átomos distintos que conservan todas las propiedades del elemento. Los átomos constituyen fundamentalmente toda materia conocida. Dalton descubrió que los átomos tienen masas variables, que se utilizaron como base para las leyes de proporción definida y múltiple. Dalton además sugirió que cuando diferentes tipos de átomos forman enlaces químicos, el compuesto que se crea comprende un número proporcional de átomos a su masa. La unidad más pequeña de un compuesto se conoce como una molécula. Una de las moléculas más comunes es una molécula de agua. En su forma sólida, una molécula de agua existe como hielo, en forma líquida como agua y en forma gaseosa como vapor.