生物分子是具有多种官能团的碳化合物
生物体的化学成分是围绕碳组织的，碳占细胞干重的一半以上。碳可以与氢原子形成单键，也可以与氧原子和氮原子形成单键和双键。在生物学中最重要的是碳原子能够与多达四个其他碳原子形成非常稳定的单键。两个碳原子也可以共享两个（或三个）电子对，从而形成双键（或三键）。
一个碳原子可以形成的四个单键，从原子核投射到四面体的四个顶点，任意两个键之间的夹角约为109.5°，平均键长为0.154 nm。每个单键都可以自由旋转，除非两个碳原子上都有非常大或高度带电的基团，在这种情况下，旋转可能会受到限制。双键较短（约0.134 nm）且坚硬，仅允许绕其轴进行有限的旋转。
生物分子中共价连接的碳原子可以形成直链、支链和环状结构。在生物体的起源和进化过程中，碳与自身以及与其他元素的结合多样性，是选择碳化合物作为细胞分子机制的主要因素。没有任何其他化学元素能形成大小、形状和组成完全不同的分子。
大多数生物分子可视为碳氢化合物的衍生物，氢原子被赋予分子特定化学性质的各种官能团取代，形成各种有机化合物家族。典型的是含有一个或多个羟基的醇；含氨基的胺；带有羰基的醛和酮；以及带有羧基的羧酸。许多生物分子是多功能的，包含两种或两种以上的官能团，每种官能团都有自己的化学特征和反应。化合物的化学“个性”取决于其官能团的化学性质及其在三维空间中的分布。
Principles of Biochemistry
