En la física, la materia es todo lo que tiene masa y ocupa espacio. Los organismos vivos y el medioambiente en el que existen están formados por materia. Puede existir en diferentes estados, incluyendo sólido, líquido, gaseoso y plasma, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión.

La materia está compuesta por átomos, los cuales son extremadamente pequeños y no se pueden ver a simple vista. Se miden en angstroms, que son 0.1 nanómetros o la diez mil millonésima parte de un metro. Aunque no los podamos ver, es importante comprender las propiedades y el comportamiento de los átomos para entender cómo funcionan los procesos biológicos desde el nivel molecular hasta el nivel de organismos completos.

Elementos
Los átomos que forman los seres vivos, también, son los mismos átomos que forman los seres no vivos, como las rocas y el agua. Esto se debe a que toda la materia del universo está formada por los mismos bloques de construcción, llamados elementos, que pueden combinarse de diferentes maneras. En el universo todo está hecho de uno o más elementos. En química, los elementos son las sustancias más simples e indivisibles que componen todos los materiales del universo. Un elemento químico es una sustancia que no puede ser descompuesta en sustancias más simples por medios químicos. Hay un total de 118 elementos conocidos, de los cuales 94 ocurren naturalmente. Los elementos se encuentran en la tabla periódica y se clasifican en grupos y períodos en función de sus propiedades químicas y físicas.

Las moléculas
Las moléculas son la unión de dos o más átomos unidos mediante enlaces químicos. Las moléculas pueden estar compuestas por átomos del mismo elemento, como el oxígeno (O2); o por átomos de diferentes elementos, como el agua (H2O). Cada molécula tiene propiedades químicas y físicas únicas que están determinadas por su composición y la disposición de sus átomos. Pueden ser compuestos orgánicos (que contienen carbono) o inorgánicos (que no contienen carbono). La mayoría de las sustancias que componen los seres vivos son moléculas, y estas se pueden combinar de varias maneras para formar estructuras más complejas, como células, tejidos, órganos y, en última instancia, organismos completos.

Sustancias puras y mezclas
La materia puede ser clasificada en dos categorías amplias: sustancias puras y mezclas.
Una sustancia pura es una forma de materia que tiene una composición química uniforme y una serie de propiedades físicas y químicas bien definidas. No puede ser separada en componentes más simples por medios físicos, como la filtración o la decantación. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia pura que consta de átomos del mismo tipo, mientras que un compuesto es una sustancia pura que consta de moléculas que contienen átomos de dos o más elementos diferentes.
Una mezcla es una combinación física de dos o más sustancias puras en proporciones variables. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.