Gli esseri viventi hanno bisogno di aria, cibo e acqua perché sono essenziali per i processi chimici che forniscono energia agli organismi e li mantengono in vita. Questi processi sono noti collettivamente come metabolismo. I nutrienti presenti nel cibo, l'ossigeno presente nell'aria e la proprietà solvente dell'acqua sono componenti indispensabili del metabolismo.
Le funzioni biologiche che tengono in vita gli organismi sono forme di lavoro e tutto il lavoro richiede energia. Perché l'energia non può essere creata, gli esseri viventi devono ottenerla da una fonte. Quella fonte è il cibo che mangiano. Il cibo è pieno di diversi composti chimici che forniscono energia quando vengono analizzati chimicamente. I nutrienti individuali svolgono funzioni specifiche all'interno di un organismo. Ad esempio, i carboidrati sono la principale fonte di combustibile per il corpo, i grassi sono fondamentali per la struttura cellulare e le proteine aiutano a produrre l'emoglobina.
L'acqua è un solvente necessario per molte reazioni chimiche nel corpo, incluso il metabolismo. Prende parte alla decomposizione dei nutrienti, ma la sua importanza è ancora più basilare e di ampia portata. Il citoplasma cellulare è per lo più fatto di acqua. Senza acqua, le cellule perdono la loro struttura e subiscono gravi danni.
L'aria è importante perché ha ossigeno, un componente critico nella respirazione cellulare, il processo metabolico attraverso il quale gli esseri viventi ottengono energia. Gli organismi combinano l'ossigeno con il glucosio per produrre ATP (energia).
