कार्बनिक यौगिक हर जगह मौजूद हैं: आपके शरीर में, आपके भोजन में, आपके कपड़ों में, आपकी दवाओं में और आपके ईंधन में। ये ऐसे रासायनिक यौगिक हैं जिनमें कार्बन परमाणु हाइड्रोजन से जुड़े होते हैं। कार्बन परमाणु ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस और हैलोजन से भी जुड़ सकते हैं। इनकी विविधता बहुत अधिक है। लाखों कार्बनिक यौगिक ज्ञात हैं, और हर साल नए यौगिक संश्लेषित किए जा रहे हैं।

कार्बन ही मुख्य तत्व है। इसमें चार संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह चार बंध बना सकता है। यह श्रृंखलाओं, शाखाओं और वलयों में स्वयं से बंध बना सकता है। यह एकल, द्वि और त्रिक बंध बना सकता है। इसी बहुमुखी प्रतिभा के कारण लगभग अनंत प्रकार की संरचनाएं संभव हैं। सबसे सरल कार्बनिक यौगिक हाइड्रोकार्बन हैं, जैसे मीथेन और ऑक्टेन। कार्यात्मक समूह जोड़ने से अल्कोहल, अम्ल, एमीन और हजारों अन्य यौगिक बनते हैं।

कार्बनिक यौगिक जीवन का आधार हैं। प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और न्यूक्लिक अम्ल सभी कार्बनिक यौगिक हैं। ये पेट्रोकेमिकल उद्योग का भी आधार हैं। प्लास्टिक, उर्वरक, कीटनाशक, दवाइयाँ और सिंथेटिक फाइबर कार्बनिक कच्चे माल से बनाए जाते हैं। कार्बनिक रसायन इन यौगिकों और उनकी अभिक्रियाओं का अध्ययन है।

कार्बनिक और अकार्बनिक के बीच का अंतर पूर्णतः स्पष्ट नहीं है। कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बोनेट और साइनाइड में कार्बन होता है, लेकिन इन्हें आमतौर पर अकार्बनिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यूरिया पहला कार्बनिक यौगिक था जिसे 1828 में फ्रेडरिक वोहलर द्वारा अकार्बनिक प्रारंभिक पदार्थों से संश्लेषित किया गया था। उस संश्लेषण ने सजीव और निर्जीव रसायन विज्ञान के बीच की रेखा को धुंधला कर दिया।