Die elementare Zusammensetzung des ISM bestimmt die chemische und physikalische Entwicklung (Röllig, Ossenkopf, Jeyakumar, Stutzki, & Sternberg, 2006). Ein Beispiel: CO ist das wichtigste molekulare Reservoir für Sauerstoff und Kohlenstoff. Im Allgemeinen ist Sauerstoff im Vergleich zu Kohlenstoff etwa doppelt so häufig vorhanden, so dass die CO-Häufigkeit durch die elementare Kohlenstoffhäufigkeit begrenzt wird. In der Umgebung von kohlenstoffreichen Sternen kehrt sich diese Situation um und die begrenzte Verfügbarkeit von Sauerstoffatomen steuert nun die CO-Bildung und -Entwicklung.

Die Gesamtmetallizität des ISM bestimmt seine physikalischen und chemischen Bedingungen. Mit einer geringeren Häufigkeit von Elementen, die schwerer als Helium sind, sinkt das Verhältnis von Staub zu Gas. Infolgedessen kann die FUV-Strahlung tiefer in die Molekülwolken eindringen. Eine weitere Folge ist die Verringerung des CO-zu-C⁺-Säulendichteverhältnisses, da die Abschirmung von CO vor zerstörerischer FUV-Strahlung von der CO-Säule abhängt, die aufgrund des Mangels an Kohlenstoffatomen vermindert ist.