สสารต่างๆ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตประกอบขึ้นด้วยอะตอมของธาตุต่างๆ เป็นหน่วยย่อย พื้นฐานที่สามารถเกิดปฏิกิริยาทางเคมีได้ โดยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกัน สามารถยึดจับกันได้ด้วยพันธะทางเคมี เกิดเป็นโมเลกุล (molecule) ของสารบริสุทธิ์และ สารประกอบชนิดต่างๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น และมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกันไป สารประกอบที่พบในสิ่งมีชีวิตสามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ สารประกอบอนินทรีย์ ได้แก่ น้ำ แร่ธาตุต่างๆ และสารประกอบอินทรีย์ (organic compound) ที่สำคัญ คือ คาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ลิพิด (lipid) โปรตีน (protein) และกรดนิวคลีอิก (nucleic acid) ดังนั้น การศึกษาเรื่องของอะตอม โมเลกุล น้ำ และสารประกอบอินทรีย์ จึงเป็นพื้นฐานสำคัญของ การศึกษาคุณลักษณะและกลไกการทำงานของเซลล์สิ่งมีชีวิตให้เข้าใจได้มากยิ่งขึ้น