同分异构体具有相同分子式而结构不同，少数简单含碳物质通常归入无机化学体系_有机分子与官能团

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。

有机物名称需要表达主骨架与取代基位置。系统命名能够减少俗名带来的结构歧义。烷烃主要由碳碳单键和碳氢键构成。饱和烃的碳骨架不含碳碳多重键。烯烃含有至少一个碳碳双键官能结构。炔烃含有碳碳三键并具有不同反应特征。芳香烃具有苯环等特定芳香性结构。烃是组成元素仅包含碳和氢的一类有机化合物。