Węgiel jest pierwiastkiem, który ma wyjątkowe właściwości, które pozwalają mu tworzyć wiązania kowalencyjne z innymi pierwiastkami. Te wiązania są ważne w tworzeniu się komórek i mają kluczowe znaczenie dla funkcji oddychania i tworzenia energii, czyniąc go jednym z najważniejszych elementów życia.
Pod względem oddychania i metabolizmu żywności węgiel jest niezbędny, ponieważ łączy się z tlenem i glukozą u ssaków, aby wytworzyć dwutlenek węgla, wodę i energię (w postaci ciepła). Chociaż ssaki nie potrzebują dwutlenku węgla i uwalniają go do atmosfery, rośliny używają go do fotosyntezy, wykorzystując go w sposób odwrotny do ssaków.
Komórki składają się z szeregu złożonych cząsteczek znanych jako makrocząsteczki. Należą do nich białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i lipidy. Są to wszystkie podzbiory cząsteczek organicznych, które są cząsteczkami zawierającymi węgiel. Ponieważ węgiel jest obecny w tych cząsteczkach, to z kolei sprawia, że węgiel jest niezbędny do życia.
Zdolność węgla do tworzenia wiązań kowalencyjnych czyni go wszechstronnym. Uważany za podstawowy element strukturalny, węgiel nazywany jest szkieletem makrocząsteczek i jednym z podstawowych elementów życia. Jest to czwarty najbogatszy element na ziemi.
