Die grundlegenden Bausteine der organischen Chemie umfassen wichtige Biomoleküle und deren Eigenschaften.
Fette sind essentielle Biomoleküle, die aus Glycerin und Fettsäuren aufgebaut sind. Die Strukturformel zeigt dabei eine Esterbindung zwischen dem Glycerin-Grundgerüst und den Fettsäureketten. Bei den Fettsäuren unterscheidet man zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren. Gesättigte Fettsäuren haben keine Doppelbindungen und sind bei Raumtemperatur meist fest, während ungesättigte Fettsäuren Doppelbindungen aufweisen und häufig flüssig sind. Der Schmelzbereich von Fetten hängt von der Länge und dem Sättigungsgrad der Fettsäuren ab.
Kohlenhydrate sind eine weitere wichtige Stoffklasse. Man unterscheidet zwischen Monosacchariden (Einfachzucker), Disacchariden (Zweifachzucker) und Polysacchariden (Vielfachzucker). Die einfachsten Vertreter sind Monosaccharide wie Glucose und Fructose. Durch Verknüpfung entstehen komplexere Strukturen wie Saccharose (ein Disaccharid) oder Stärke (ein Polysaccharid). Die Summenformel für Monosaccharide lautet typischerweise (CH2O)n. Eine besondere Eigenschaft vieler Kohlenhydrate ist ihre optische Aktivität. Optisch aktive Moleküle können die Ebene des polarisierten Lichts drehen. Racemate hingegen sind Gemische aus gleichen Anteilen verschiedener Enantiomere und zeigen keine optische Aktivität. Die optische Aktivität lässt sich durch Polarimetrie nachweisen, wobei Wasser häufig als Lösungsmittel dient.