1. DNA 脱氧核糖核酸（英文：Deoxyribonucleic acid，缩写为DNA）又称去氧核糖核酸，是一种分子，可组成遗传指令，以引导生物发育与生命机能运作。主要功能是长期性的资讯储存，可比喻为「蓝图」或「食谱」[1]。其中包含的指令，是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与RNA所需。带有遗传讯息的DNA片段称为基因，其他的DNA序列，有些直接以自身构造发挥作用，有些则参与调控遗传讯息的表现.
DNA是一种长链聚合物，组成单位称为核苷酸，而糖类与磷酸分子藉由酯键相连，组成其长链骨架。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接，这些碱基沿著DNA长鍊所排列而成的序列，可组成遗传密码，是蛋白质氨基酸序列合成的依据。读取密码的过程称为转录，是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如rRNA、snRNA与siRNA。
在细胞内，DNA能组织成染色体结构，整组染色体则统称为基因组。染色体在细胞分裂之前会先行复制，此过程称为DNA复制。对真核生物，如动物、植物及真菌而言，染色体是存放於细胞核内；对於原核生物而言，如细菌，则是存放在细胞质中的拟核里。染色体上的染色质蛋白，如组织蛋白，能够将DNA组织并压缩，以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用，进而调节基因的转录。
2.RNA 核糖核酸（英文：Ribonucleic acid，缩写：RNA）是存在于细胞生物的遗传讯息中间载体，并参与蛋白质合成；还参与基因表达调控。对一部分病毒而言，RNA是其唯一的遗传讯息载体。
RNA是由核糖核苷酸经磷酸双酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和含氮碱基构成。RNA的碱基主要有四种，即腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），另外还有多种特殊碱基存在于特定类型RNA。
与脱氧核糖核酸（DNA）不同的是，RNA一般为单股长分子，但在一般水溶液中会形成分子内双螺旋结构。此外，RNA本身也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。RNA的碱基配对规则基本上和DNA相同，不过其中尿嘧啶在配对上的作用，相当于DNA中的胸腺嘧啶。
在细胞中，根据结构功能的不同，RNA主要分三类，即tRNA、rRNA，以及mRNA。mRNA是依据DNA序列转录而成的蛋白质合成模板；tRNA是mRNA上遗传密码的识别者和氨基酸的转运者；rRNA是组成核糖体的部分，而核糖体是蛋白质合成的机械。
细胞中还有许多种类和功能不一的小型RNA，像是组成剪接体（spliceosome）的snRNA，负责rRNA成型的snoRNA，以及参与RNAi作用的miRNA与siRNA等，可调节基因表现。而其他如I、II型内含子、RNase P、HDV、核糖体RNA等等都有催化生化反应过程的活性，即具有酶的活性，这类RNA被称为核酶。
3.Protein 蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”[1]。蛋白质是由氨基酸分子呈线性排列所形成，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过形成肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。
与其他生物大分子（如多糖和核酸）一样，蛋白质是生物体中的必要组成成分，参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质，它们催化生物化学反应，尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外，还有许多结构性或机械性蛋白质，如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白，以及细胞骨架中的微管蛋白（参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形）。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时，蛋白质也是人们日常饮食中必需的营养物质，这是因为动物自身无法合成所有必需氨基酸；通过消化所摄入的蛋白质食物（将蛋白质降解为氨基酸），人体就可以将吸收的氨基酸用于自身的蛋白质合成。
4.Polysaccharide 多糖由多个单糖分子脱水聚合而成，可成直链或者有分支的长链，是一种分子结构复杂且庞大的糖类物质。均一多糖：由一种单糖分子缩合而成的多糖。常见的有淀粉、糖原、纤维素等。不均一多糖：由不同的单糖分子缩合而成的多糖。常见的有透明质酸、硫酸软骨素等。
某些多糖，如纤维素和几丁质(CHITIN)，可构成植物骨架。淀粉和糖原等多糖可作为生物体储存能量的物质。
不均一多糖，如氨基葡萄糖，出现于几丁质是昆虫和节肢动物外壳的主要成份。
另外，部份多糖亦会通过共价键与蛋白质构成蛋白聚糖发挥生物学功能，如作为机体润滑剂、识别外来组织的细胞、血型物质的基本成分等；或与脂质结合成糖脂质，这些糖称为复合糖，是构成细胞的材料之一。
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