En biologie, on fait référence sous le terme de matière organique à la matière capable de se décomposer (ou de l'être), ou à la matière résultante de la décomposition. Il est vrai que la matière organique est bien souvent le reste d'un organisme vivant, et peut même contenir des organismes vivants, mais toute matière organique n'a pas à voir avec le vivant. À l'inverse, les polymères et les plastiques, si on peut les qualifier de « matériaux organiques », ne sont généralement pas considérés comme des matières organiques selon cette définition, car ils se décomposent très difficilement.
Le caractère biodégradable de la matière organique intéresse en particulier le secteur de la gestion et de la distribution des eaux. La détermination de la Demande Biologique en Oxygène (DBO) rend compte de la biodégradabilité d'une pollution organique dans une eau, du fait que les micro-organismes sont avides de matière organique. La détermination de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) rend compte quant à elle de la matière organique dissoute, qu'elle soit biodégradable organique ou non. Ces analyses biochimiques possèdent toutes deux un protocole normalisé.
On distingue différents types de matières organiques fossiles :
Le lien qu'ont les matières organiques avec l'eau est très important dans les secteurs qualité de l'eau. En effet, une certaine partie de la MO n'est pas accessible à l'analyse (en phase aqueuse). La matière organique dans l'eau se distingue en catégories :
Les liaisons carbone-carbone sont riches en énergie. La combustion des composés organiques libère cette énergie, sous forme de chaleur et peut-être utilisée pour divers besoins: chauffage, transport.
Les éléments N, P contenus dans la matière organique peuvent être lentement libérés lors de la lente décomposition de matière organique contenue dans :
Ils sont donc utilisés comme fertilisants.