Biokimia
Ada empat kelas molekul utama dalam biokimia yaitu: karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Banyak molekul biologi merupakan "polimer": dalam kasus ini, monomer adalah mikromolekul yang relatif kecil yang bergabung menjadi satu untuk membentuk makromolekul-makromolekul, yang kemudian disebut sebagai "polimer". Ketika banyak monomer bergabung untuk mensintesis sebuah polimer biologis, mereka melalui proses yang disebut dengan sintesis dehidrasi.
Padat
Banyak bahan alami (atau biologis) adalah komposit kompleks dengan sifat mekanik yang luar biasa. Struktur kompleks ini, yang telah muncul dari ratusan juta tahun evolusi, adalah bahan inspirasi para ilmuwan dalam merancang bahan baru. Karakteristik mereka yang menentukan meliputi hirarki struktural, multifungsi dan kemampuan swasembuh ("self-healing"). Swakelola ("self-organisation") juga merupakan ciri mendasar dari banyak bahan biologis dan cara pembentukan struktur dari tingkat molekuler. Dengan demikian, muncul sebagai strategi baru dalam sintesis kimia biomaterial berkinerja tinggi.