As moléculas orgânicas da célula são esqueletos de carbono que carregam um pequeno conjunto de grupos funcionais que determinam a química delas:
| grupo | fórmula | propriedade | encontrado em |
|---|---|---|---|
| hidroxila | polar, faz pontes de H | açúcares, álcoois | |
| carbonila | polar, reativa | aldoses, cetoses | |
| carboxila | ácida (p) | ácidos graxos, aminoácidos | |
| amino | básica (p) | aminoácidos | |
| fosfato | carregado, ligações ricas em energia | nucleotídeos, ATP | |
| sulfidrila | forma pontes S–S | cisteína | |
| metila | apolar | lipídios, marcas no DNA |
No pH da célula os grupos carboxila estão ionizados () e os grupos amino, protonados ().