Kaikkia eliöitä yhdistävät samankaltaiset kemialliset yhdisteet. Kemiallinen rakenne on yksi monista elämän tunnuspiirteistä solurakenteen lisäksi. Soluissa on sekä epäorgaanisia että orgaanisia aineita, jotka ovat välttämättömiä solun toiminnalle. Epäorgaaniset alkuaineet ja yhdisteet ovat elottoman luonnon aineita, joissa ei ole hiiltä. Epäorgaanisista aineista eliöissä on määrällisesti eniten vettä.

Orgaaniset yhdisteet sisältävät hiiltä. Eliöissä esiintyviä orgaanisia molekyylejä kutsutaan biomolekyyleiksi. Biomolekyyleihin kuuluvat muun muassa hiilihydraatit, lipidit, proteiinit ja nukleiinihapot (DNA ja RNA).

Hiilihydraatit muodostuvat enimmäkseen vedystä, hiilestä ja hapesta. Ne toimivat soluissa esimerkiksi energian varastoaineina ja solun rakenteen tukemisessa. Hiilihydraatteja ovat esimerkiksi sokerit, tärkkelys ja selluloosa.

Lipideihin kuuluu monenlaisia aineita, jotka eivät ole liukoisia veteen. Rasva-aineisiin kuuluvat esimerkiksi triasyyliglyserolit eli rasvat, solukalvojen rakennusaineet eli kalvolipidit ja kolesteroli. Solut voivat varastoida lipideihin paljon energiaa.

Proteiinit ovat solun toiminnan kannalta keskeisiä rakennusosia. Ne koostuvat aminohapoista, jotka yhdistyneet toisiinsa pitkäksi ketjuksi. Monet proteiinit ovat entsyymejä, jotka toimivat katalyytteinä eli ne nopeuttavat kemiallisia reaktioita. Lisäksi monet proteiinit toimivat solujen rakenteen ja liikkumisen kannalta tärkeissä tehtävissä. Ihmisen elinaikana elimistössä valmistetaan satojatuhansia erilaisia proteiineja.
​

​
Esimerkki aterian koostumuksesta.

Nukleiinihappoihin kuuluvat DNA (deoksiribonukleiinihappo) ja RNA (ribonukleiinihappo) varastoivat ja siirtävät perinnöllistä informaatiota. Ne koostuvat sokeri-, fosfaatti- ja emäsosasta. Solujen perimä koostuu DNA:sta, joka sijaitsee kromosomeissa.