A szerves vegyületek mindenhol megtalálhatók: a testedben, az ételeidben, a ruháidban, a gyógyszereidben és az üzemanyagodban. Ezek olyan kémiai vegyületek, amelyek szénatomokat tartalmaznak hidrogénhez kötődve. A szénatomok oxigénhez, nitrogénhez, kénhez, foszforhoz és halogénekhez is kötődhetnek. A sokféleség óriási. Több millió szerves vegyület ismert, és évente egyre többet szintetizálnak.

A szén a kulcs. Négy vegyértékelektronja van, így négy kötést képezhet. Láncokban, elágazásokban és gyűrűkben kapcsolódhat önmagához. Egyes, kettős és hármas kötéseket is képezhet. Ez a sokoldalúság szinte végtelen sokféle szerkezetet tesz lehetővé. A legegyszerűbb szerves vegyületek a szénhidrogének, mint például a metán és az oktán. Funkciós csoportok hozzáadásával alkoholok, savak, aminok és ezernyi más vegyületcsalád hozható létre.

A szerves vegyületek az élet alapját képezik. A fehérjék, szénhidrátok, lipidek és nukleinsavak mind szerves anyagok. Ezek alkotják a petrolkémiai ipar alapját is. A műanyagok, műtrágyák, növényvédő szerek, gyógyszerek és szintetikus szálak szerves alapanyagokból készülnek. A szerves kémia ezekkel a vegyületekkel és reakcióikkal foglalkozik.

A szerves és szervetlen anyagok közötti különbség nem abszolút. A szén-dioxid, a karbonátok és a cianidok tartalmaznak szenet, de általában szervetlenként osztályozzák őket. A karbamid volt az első szerves vegyület, amelyet szervetlen kiindulási anyagokból szintetizáltak 1828-ban Friedrich Wöhler. Ez a szintézis elmosta a határt az élő és az élettelen kémia között.