元素是物质的最小单位，不能通过化学过程进一步分解。地球上已知的元素有118种，但并非所有这些元素都是自然存在的，对生命至关重要的元素更少。生命物质主要由碳、氮、氢和氧组成，还有少量的钙、磷、钾和硫等其它元素。其它元素也是生命所必需的，但只是微量的。
周期表根据元素的物理和化学性质来组织元素。元素的原子序数与原子核中的质子数相对应，元素周期表中的每一个方格还提供了元素的全名、化学符号和原子量。质子数提供了元素大小的信息，但它并不是周期表结构的唯一组织原则。元素根据其它物理和化学性质（如反应性、最外层电子的位置以及形成某种键的能力）被组织成列（组）和行（周期）。同一组（即列）中的元素大小不同，但具有许多共同的化学性质。相比之下，同一周期的元素（即行）在尺寸上更为相似，其电子位于相似的位置，但其化学性质变化很大。
地球上的所有生命都含有氧、碳、氢和氮元素。更准确地说，人体的96%是由这四种元素构成的。其余的4%主要由钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁组成，按相对丰度排列。此外，有些元素对人类是必需的，但在人体内发现的含量不到0.01%；这些元素被称为微量元素。尽管微量元素的存在量很小，但它们对健康仍然至关重要。例如，铁在红细胞中起着至关重要的作用，有助于氧的结合，使其能够在整个循环系统中运输。铁过少会导致缺铁性贫血，其特征是缺氧引起的症状，包括疲劳、呼吸短促、虚弱和心律不规则。
有些元素即使在小剂量下也会对健康产生有害影响。例如，汞是几种重金属中的一种，它们会根据受影响的组织，在小剂量下产生许多症状，并在大剂量下导致死亡。随着时间的推移，它会在多细胞生物的组织中积累，因此反复暴露是一个值得关注的问题。利用生物方法去除环境中重金属污染物的新方法需要研究，既要了解污染物的化学性质，又要了解它们影响的第一批生物体的生物学特性。在重金属影响到像人类这样营养水平较高的有机体之前，它们通常在初级生产者的水平上进入食物网。
