在生命物质中，C、H、O、N和S为主要元素所构成的有机化合物外，生物元素也各具有一定的化学形态和功能，这些形态包括它们的游离水合离子，与生物大分子或小分子配位形成的配合物，以及构成硬组织的难溶化合物等。
这些元素在生物体内所起到的生理和生化作用，主要有几个方面：
（1）结构材料。C、H、O、N、S构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质、核酸等为主所构成的肌肉、皮肤、骨骼、血液、软组织等。无机元素中Ca、P、F、Si和少量的Mg，以难溶的无机化合物的形态存在与硬组织中如SiO2、CaCO3、CaO（PO4）6（OH）2等构成硬组织。
（2）运载作用。人对某些元素和物质的吸收、输送以及它们在体内传递物质和能量的代谢过程往往不是简单的扩散或渗透过程，而需要有载体。金属离子或它们所形成的一些配合物在这个过程中担负重要作用。如含有Fe2+的血红蛋白对O2和CO2的运载作用等。
（3）组成金属酶或作为酶的激活剂。人体内约有1／4的酶的活性与金属离子有关。有的金属离子参与酶的固定组成，称为金属酶。有一些酶必需有金属离子存在时才能被激活以发挥它的催化功能，这些酶称为金属激活酶。
（4）调节体液的物理、化学特性。体液主要是由水和溶解于其中的电解质所组成。生物体的大部分生命活动是在体液中进行的。为保证体内正常的生理、生化活动和功能，需要维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。存在于体液中和细胞内的Na+、K+、Cl-、Mg2+、Ca2+等发挥了重要作用。
（5）“信使”作用。生物体需要不断地协调机体内各种生物过程，这就要求有各种传递信息的系统。细胞间的沟通即信号的传递需要有接受器。化学信号的接受器是蛋白质。Ca2+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质（分子量为16700）。氨基酸中的羧基可与Ca2+结合。钙媒介蛋白质与Ca2+结合而被激活，活化后的媒介蛋白质可调节多种酶的活力。因此Ca2+起到传递某种生命信息的作用。Ca2+同时又是细胞内信使。
有些元素可同时在几个方面发挥作用。例如Ca2+就有多方面的生物功能，而有些生理作用是许多元素共同协作。