自然界劃分為4個圈層：大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈。生物圈中的植物、動物和人類在大氣圈、水圈、岩石圈構成的環境中生存發展，與各圈層之間存在物質交換和能量交換。自然界中的生物體可以分為自養生物和異養生物兩大類。自養生物是可以通過二氧化碳和水在葉綠素和太陽光的作用下進行光合作用產生糖而得到養分，其化學反應式可表示如下：
6CO2+6H2+能量（太陽光）葉綠素催化劑C6H12O6+6O2
一般的植物和藻類屬於自養生物。所謂異養生物，它們自己不能製造養分，而必須依靠自養生物作為養分和能量的來源。人類作為高等動物屬於異養生物。綠色植物、藻類是兔、牛、羊、馬等大小動物的食物，而這些食草動物又是食肉動物的食物，食肉動物則成為人類的食物，人死了，屍體被細菌和真菌等微生物分解，這就構成了自然界中的生物圈。食物和捕食者之間這一係列的關係，人們稱之為食物鏈。人類作為捕食者是處在食物鏈的末端，食物鏈中各級植物和動物逐級積累的各種元素，最後都以食物的形式進入人體，這是人體內化學元素的主要來源。
構成人體的元素具有下列特點。
1）生物體是在地球上產生的，並同環境變化一起沿著生態係統的穩定性，有選擇地取舍環境中的物質而進化發展的，所以構成生物體的元素都是環境中存在的，且豐度較高。
2）生物體所必需的元素絕大多數為輕元素；如周期表中開頭的34個元素中即有21個元素是動物生活所必須的，這樣就使生物體有較輕的重量（較重的元素僅有I、Mo和Sn）
3）生物體所必須的微量元素大多為過渡元素，這與它們核外的原子軌道中有未被填滿的軌道有關。
4）碳、氫、氧、氮具有易形成共價鍵的共同性，它們能相互作用，生成大量不同形式的共價化合物。因為共價結合的強度與所結合原子的相對原子質量成反比，所以這4種元素能形成很強的共價鍵。
5）在碳的有機分子中，由於圍繞每個單鍵結合的碳原子的電子對具有四麵體構型，借碳-碳鍵可形成許多不同的三維空間結構，因此可形成線性、分枝狀或環狀的骨架。碳原子還可以和氧、氫、氮、磷和硫形成共價鍵並把不同種類的功能基引入有機物分子結構中。
6）碳、氫、氧等形成的許多有機化合物在生理溫度（0~40℃）下具有流動性。CO2常溫下為氣體，SiO2在常溫下為固體，所以雖然矽與碳很相似，但從流動性來看並不能構成生命物質的骨架。
動物、植物都主要由10種左右元素組成。植物比動物氧的含量高，而氮、硫的含量少。這是由於植物體的細胞壁及細胞內貯藏的糖及其相關物質較多所致；此外動物體內鈉較多，而植物體內鉀較多。