Освен вода в състава на биосферата участват и голям брой други неорганични вещества. Тяхното количество е значително по-малко от количеството на водата. Например във възрастния човек съдържанието на вода е около 65-70%, а съдържанието на неорганични вещества е едва около 5%. Твърде различно е количественото участие на отделните неорганични вещества не само в различните видове организми, но и в различните органи и тъкани на един и същ организъм.
В живите организми се съдържат както малко разтворими, така и много разтворими неорганични соли. Малко разтворимите неорганични соли импрегнират органичната материя на костите, зъбите и на другите скелетни образувания, както и на черупките и други. За разлика от тях много разтворимите неорганични вещества се намират във водната среда на организма в разтворн вид и почти напълно електролитно дисоциирани.
Неорганичните вещества са необходими за поддържане на осмотичното налягане в организма, за поддържане на киселинно-основното равновесие в него, за стабилизиране на белтъчните колоидни разтвори, като пластичен материал, като съставна част на биологичните буферни системи на ензимните системи и така нататък.
Йонният състав на тъканите и на телесните течности силно варира в различните видове организми. Кръвта на морските организми по съдържание на йоните Na+, Cl-, Ca2+ и Mg2+ е близка до морската вода, докато кръвта на сладководните и сухоземните организми съдържа почти 10 пъти по-малко Na+ и Cl- и няколко пъти по-малко Ca2+ и Mg2+ , но независимо от това е сравнително богата с тези йони.
Редица живи организми могат да концентрират 104 и дори повече пъти мнго от наличните във водната среда елементи. Морските организми концентрират повечето от химичните елементи освен натрия и хлора. Някои видове организми натрупват определен елемент. Например кафявите водорасли натрупват As и B и вместо Ca използват Sr, гръбначните организми концентрират F, а някои бактерии, планктонът и други натрупват Fe. В тъканите на бозайниците също могат да се концетрират определени елементи, например в мозъка - Cu, в стомашната тъкан - Sn, в бъбречната тъкан - C - Hg и Mn, в ноктите и костите - Al, As, J и V. Съдържанието на неорганичните йони в разните органели на клетката е доста различно.
Неорганичните йони изпълняват разнообразни функции в живия организъм. Наличността на даден метален йон или на някой анион често се оказва необходима за функционирането на ензимите. В редица случаи металият йон се свързва с ензима вътре в молекулата му или в определен център на неговата повърхност. Влиянието на йона върху катализираната реакция може да се обуславя и от електричния му заряд. Някои метални йони могат обратимо да се окисляват и да се редуцират. Поради това свойство желязото, медта и кобалтът влизат в състава на активните центрове на много ензими, катализиращи окислително-редукционни процеси. Голямо значение има също така способността на металните йони да влияят върху взаимната ориентация на разните участъци на белтъчната молекула или на други макромолекули. Свързването на металния йон може да предизвика радикални изменения в конформацията на молекулата.
Някои елементи влизат в състава на сложни органични молекули, като се свързват с тях координативно или солеобразно. Например магнезията влиза в състава на хлорофила, желязото - на хемоглобина, кобалтът - на витамин B12 и така нататък. Така тези йони допринасят за това, органичните молекули, в които те влизат, да осъществят специални биологични функции. Някои йони на неорганични вещества участват като простетични групи в състав ана редица ензими, а други специфично активират каталитичната дейност на някои ензими.
От неорганичните йони най-разпространени в биосферата са водородните и хидроксилните йони. Съотношението на техните концентрации определя pH на дадена водна среда. Повечето биологични среди имат слабо алкална реакция, тоест в тях слабо преобладават хидроксилните пред водородните йони. Някои растителни и животински сокове и течности обаче имат слабо кисела реакция. Както водородните, така и хидроксилните йони са много реактивноспособни и участват в твърде голям брой химични и биохимични реакции.
От неорганичните катиони в биосферата (с изключение на водородните катиони) най-много са калиевите и натриевите катиони. При това калиевите йони обикновено се концентрират в клетките, а натриевите йони - в междуклетъчните пространства извън клетките. Тези два вида неорганични катиони имат голямо значение за поддържане на осмотичното налягане на клетъчните сок и на извънклетъчните течности. Те активно участват в поддържане на алкално-киселинното равновесие в организма.
Калият наред с азота и фосфора спада към един от най-важните биогенни елементи. Отличава се от натрия по това, че макар и да образува лесно разтворими съединения, не се абсорбира от организмите в толкова големи количества. Биогенното му значение е много голямо. Той е съществена съставна чат на живите организми, в които участва със стотни до десети части от процента. Редица низши растения и водорасли имат повишена концентрация на калий. От културните растения по-богат с калий са картофите, цвеклото, тютюнът и слънчогледът. В животинските организми калият се акумулира предимно в черния дроб и далака, а също и в еритроцитите на кръвта.
Калият почти напълно (99,8%) се абсорбира от почвата. При недостиг на калий в почвата много растения, например пшеницата, тютюнът и други, страдат от гъбни и бактериални болести, листата им бледнеят и отмират, семената не могат да покълват, а в кореноплодните растения намалява съдържанието на нишесте и захари. При човека, когато се нарупи дейността на бъбреците, концентрацията на калия в кръвта нараства и в резултат настъпват разстройства в дейността на сърцето, мускулите и централната нервна система.
Калият играе важна роля във фотосинтезата и в обмяната на веществата. Той регулира дейността на някои ензими, стимулира дейността на карбоанхидразите и фосфорилирането. Калиевите катиони влияят върху азотната обмяна, върху дишането на растенията, върху окислително-редукционните процеси. При недостиг на калий, растенията не усвояват добре CO2. Растенията, получили достатъчно калий, по-добре понасят засушаването и студа. Плодовете на такива растения са по-сладки и по-добре се запазват.
Натрият влиза в състава на растителните и животинските организми. В някои растения, като водораслите, ламинариите, фикусите, захарното цвекло и други, той се съдържа в по-големи количества. В животинските организми натрият се съдържа в по-високи концентрации в извънклетъчните течности - в плазмата, кръвта, лимфата и други. Той играе съществена роля в редица важни функции на организма - в свиването на мускулите, пулсирането на сърцето, задържането на вода в тъканите, регулирането на осмотичното налягане на течностите и поддържането на киселинно-алкалното равновесие. Много натриевоорганични съединения се използват като лечебни препарати.
Калцият играе важна биологична роля. Той е необходим на организма за протичане на жизнените процеси, за скелетообразуването и други. Съединен с фосфора участва в образуването на костния скелет на човека и висшите животни. Калцият съставлява около 3/4 от пепелното съдържание на растенията. В растенията той е застъпен предимно като калциев оксалат. Някои растения са калцийфидни, например борът, бялата елха, мъхнатият дъб и други. За своето развитие те се нуждаят от повишена концентрация на калций в почви с неутрална или слабо алкална реакция и богати с органични вещества. Калцията участва във фотосинтезата, в белтъчната синтеза и в синтезата на редица органични киселини. Противоположно на калия той уплътнява клетъчната протоплазма. Калцията се отлага в по-старите растителни клетки с понижена жизнена дейност. Недостигът му в почвата влияе отрицателно върху растежа и развитието на растенията, като се забавя растежът на кореновата система на растенията, а по листата им се появяват кафяви петна. В животинските организми калцият е необходим за съсирването на кръвта, за коагулирането на казеина и други. Калцият активира някои ензими - трипсина, аденозинтрифосфатазата и други. Излишъкът от калциеви йони потиска възбудимостта на нервните влакна и на мускулите, повишава тонуса на сърдечния мускул и други.
Магнезият е с разнообразни биогенни свойства. Влиза в състава на хлорофила и на някои ензими. Без него не може да се осъществят фотосинтезата и развитието на растителния свят. Магнезият участва в обмяната на фосфорните съединения, въглехидратите и липидите. При недостига му в почвата възникват ендемични заболявания на растенията - хлороза, тоест разрушаване на хлорофила, обезцветяване на хлоропласта. При недостига на мегнезий в животинския организъм настъпват мускулни спазми. Богат с магнезий са кайсиите, прасковите, цветното зеле, картофите, доматите и други.
Думата азот означава безжизнен. Това наименование се дължи на интертността на азота при взаимодействие с други елементи. В действителност животът е немислим без азот. Растенията използват не свободния, а свързания азот, намиращ се в почвата под формата на нитратни, нитритни и амониеви соли. Животните го набавят от съдържащите азот вещества (белтъци, аминокиселини и други) в храната си. Азотфиксиращите бактерии поглъщат азота от въздуха и го използват за синтеза на белтъчни вещества и на други съдържащи азот органични вещества. Важна е ролят ана грудковите бактерии. Те образуват в корените на бобовите растения особени нараствания, наречени грудки. В симбиоза с бобовите растения азотфиксиращите бактерии усвояват азот от атмосферата, разграждат инертната му молекула и при участието на ензима нитрогеназа го превръщат в амоняк. Амонякът е важен продукт на биологичнта фиксация на атмосферния азот. Амонифициращите бактерии разлагат сложните органични азотни съединения, като се образува амоняк. Нитриициращите бактерии окисляват амоняка до нитрити и след това до нитрати.
Сярата е важен биогенен елемент, влизащ в състава на някои белтъчни и други органични вещества. С нея са свързани многобройни групи бактерии, чиято дейност се придружава от разнообразни реакции, при които сярата преминава от едно съединение в друго.