Las moléculas orgánicas de la célula son esqueletos de carbono que llevan un pequeño repertorio de grupos funcionales que determinan su química:
| grupo | fórmula | propiedad | se encuentra en |
|---|---|---|---|
| hidroxilo | polar, forma enlaces de H | azúcares, alcoholes | |
| carbonilo | polar, reactivo | aldosas, cetosas | |
| carboxilo | ácido (p) | ácidos grasos, aminoácidos | |
| amino | base (p) | aminoácidos | |
| fosfato | con carga, enlaces ricos en energía | nucleótidos, ATP | |
| sulfhidrilo | forma puentes S–S | cisteína | |
| metilo | apolar | lípidos, marcas del ADN |
Al pH de la célula los grupos carboxilo están ionizados () y los grupos amino, protonados ().