碳原子能够通过共价键形成长链与环状结构，烷烃主要由碳碳单键和碳氢键构成，碳骨架的连接方式决定许多有机物类别

少数简单含碳物质通常归入无机化学体系。碳原子能够通过共价键形成长链与环状结构。碳骨架的连接方式决定许多有机物类别。官能团是具有典型反应特征的原子组合。同系物具有相似结构并按一定组成差别递变。同分异构体具有相同分子式而结构不同。构造异构来自原子连接顺序或位置不同。立体异构涉及相同连接下的空间排列差异。

甲烷是仅含一个碳原子的最简单饱和烃。乙烯是重要的基础化工原料与植物信号分子。乙炔的碳碳三键可以参与多种加成反应。苯分子的稳定性与电子离域存在联系。有机溶剂的挥发性受到分子间作用影响。有机物对水的溶解性会随分子结构显著变化。乙醇与水能够在通常条件下相互混溶。较长烃链往往增强分子的疏水特征。

酯具有由羧酸衍生的特定含氧连接方式。胺可以视为氨中氢被有机基团取代的衍生物。酰胺的氮与羰基相邻并呈现特殊电子结构。腈含有碳氮三键这一特征官能团。硫醇具有与醇类似但由硫替代氧的官能结构。杂环化合物的环骨架包含碳以外的原子。多官能团分子的性质由多种结构共同决定。有机化学中的氧化还原常改变碳周围的成键。

燃烧产物分析可以辅助推断有机物元素组成。分子式相同的物质可能具有截然不同的气味。天然来源与人工合成并不决定分子是否相同。有机物名称中的酸字不代表酸性一定很强。含碳物质并非都能够被生物轻易降解。官能团分类有助于归纳典型化学反应。有机反应选择性受到空间与电子效应影响。结构相近的分子也可能具有明显不同的活性。