Κάθε ζωντανός οργανισμός είναι ένα ανοιχτό σύστημα που ανταλλάσσει με το περιβάλλον ύλη και ενέργεια. Ο οργανισμός παίρνει με διάφορους τρόπους από το περιβάλλον όλες τις χημικές ουσίες που χρειάζονται για την σύνθεση του σώματός του, και αποβάλλει στο περιβάλλον τις ουσίες που δεν είναι πλέον χρήσιμες για τις λειτουργίες του.Επίσης ο οργανισμός παίρνει από το περιβάλλον ενέργεια σε κατάλληλες μορφές, την οποία χρησιμοποιεί για να πραγματοποιήσει τις χημικές αντιδράσεις της σύνθεσης, για να κινηθεί, να ρυθμίσει την θερμοκρασία του κλπ. και τελικώς αποβάλλει ενέργεια στο περιβάλλον, κυρίως με μορφή θερμότητας.
Οι οργανισμοί είναι δυνατόν να καταταγούν σε κατηγορίες, με διάφορα κριτήρια. Με βάση την πολυπλοκότητα της βιολογικής τους οργάνωσης, οι οργανισμοί διακρίνονται σε πρώτιστα και σε ανώτερους οργανισμούς. Από την άποψη της πηγής άνθρακα, που είναι το βασικότερο συστατικό της οργανικής ύλης, οι οργανισμοί χωρίζονται σε αυτοτροφικούς και ετεροτροφικούς. Με κριτήριο την πηγή ενέργειας, οι οργανισμοί κατατάσσονται σε φωτοσυνθετικούς και χημικοσυνθετικούς.
Τα πρώτιστα είναι όλοι οι μονοκύτταροι οργανισμοί, καθώς και αυτοί που αποτελούνται από περισσότερα κύτταρα, αλλά χωρίς διαφοροποίηση λειτουργιών. Χαρακτηρίζονται από μικρό βαθμό πολυπλοκότητας και διακρίνονται σε βακτηρίδια, μύκητες, άλγη και πρωτόζωα. Τα βακτηρίδια αποτελούνται από ένα μικρό και σχετικά ατελές κύτταρο και συνιστούν τη στοιχειωδέστερη αυτάρκη βιολογική οντότητα. Οι μύκητες είναι πολυκύτταροι οργανισμοί, ενώ τα άλγη και τα πρωτόζωα μπορεί να είναι μονοκύτταρα ή πολυκύτταρα, αλλά έχουν μεγαλύτερο μέγεθος και τελειότερη οργάνωση από τα βακτηρίδια. Από πλευράς λειτουργίας, τα μεν άλγη μπορούν να χαρακτηριστούν ως πρωτόγονα φυτά, τα δε πρωτόζωα ως πρωτόγονα ζώα.
Στους ανώτερους οργανισμούς ανήκουν τα φυτά και τα ζώα. Χαρακτηρίζονται από διαφοροποίηση των κυττάρων τους και σημαντικό βαθμό οργάνωσης και πολυπλοκότητας.
Οι αυτοτροφικοί οργανισμοί έχουν την ικανότητα να συνθέτουν οργανική ύλη από ανόργανη. Ειδικότερα, παίρνουν τον απαραίτητο άνθρακα από το CO2 που βρίσκεται στην ατμόσφαιρα ή είναι διαλυμένο στο νερό.
Οι ετεροτροφικοί οργανισμοί προμηθεύονται τον απαραίτητο άνθρακα από οργανικές ύλες.
Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί παίρνουν την απαιτούμενη ενέργεια από το ηλιακό φώς, με τη διεργασία της φωτοσύνθεσης.
Οι χημικοσυνθετικοί οργανισμοί παίρνουν την αναγκαία ενέργεια από τις τροφές, με οξείδωση οργανικών ή ανόργανων ενώσεων.


