细胞中含量最多的元素是氧，因为人体中水分子占比重最大，约占人体重量的70%，所以氧元素自然成为细胞中最多的元素。细胞中的有机物种类繁多，主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，其中蛋白质、核酸、脂类和糖类是最主要的四大类分子，它们共同占细胞干重的90%以上。

蛋白质在生命活动中扮演着极其重要的角色，几乎所有的生命活动都与蛋白质息息相关。蛋白质不仅构成细胞的主要结构，还是生物体内的催化剂——酶，这对于细胞的代谢活动至关重要。一个细胞中大约含有104种蛋白质，数量高达1011个。

核酸是生物遗传信息的载体，所有生物体内都存在。核酸是由核苷酸单体聚合而成的大分子，分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两大类。DNA在特定温度下会解离为单链，称为变性或熔解，这一温度被称为熔解温度。不同碱基组成的DNA，其熔解温度也会有所不同，G-C含量高的DNA熔解温度较高，而A-T含量高的则较低。当温度下降到一定程度，变性的DNA单链可以通过互补配对形成氢键，恢复双螺旋结构，这一过程称为复性或退火。

细胞中的糖类包括单糖和多糖。单糖是能量代谢的关键，也是构成多糖的主要单体。其中，最重要的单糖是葡萄糖，它是细胞中能量代谢的关键分子。多糖在细胞结构成分中占据重要地位，可分为营养储备多糖和结构多糖两大类。作为食物储备的多糖主要有淀粉和糖元，而真核细胞中的结构多糖主要包括纤维素和几丁质。