A víz H₂O. Az asztali só NaCl. A szén-dioxid CO₂. Ezek vegyületek, azaz két vagy több elem meghatározott arányú kémiai kombinációjából képződő anyagok. Az elemek elveszítik egyedi tulajdonságaikat, amikor vegyületet képeznek. A nátrium egy reaktív fém, amely vízben felrobban. A klór egy mérgező gáz. Együtt asztali sót alkotnak, amely biztonságosan fogyasztható. A vegyület nem keverék. Ez egy új anyag, saját tulajdonságokkal.

A vegyületeket kémiai kötések tartják össze. Ionos vegyületek keletkeznek, amikor a fémek elektronokat adnak át nemfémeknek. Kovalens vegyületek keletkeznek, amikor a nemfémek megosztják az elektronokat. A kötés típusa befolyásolja a tulajdonságokat. Az ionos vegyületek magas olvadáspontúak, és oldott állapotban vezetik az elektromosságot. A kovalens vegyületek alacsonyabb olvadáspontúak, és nem vezetik az elektromosságot. Egyes vegyületek, mint például a savak és a bázisok, jellegzetes módon reagálnak.

A vegyületeket kémiai képletek írják le. A képlet megmondja, hogy mely elemek vannak jelen és milyen arányban. A H2O azt jelenti, hogy minden oxigénatomra két hidrogénatom jut. A képlet nem csupán egy címke. Az összetétel pontos leírása. A molekulaképlet megadja a molekulában lévő atomok tényleges számát. Az empirikus képlet a legegyszerűbb egész szám arányt adja meg.

A vegyületek kémiai reakciókkal elemeikre bonthatók. A víz elektrolízise hidrogént és oxigént termel. A kalcium-karbonát hevítése kalcium-oxidot és szén-dioxidot eredményez. Ezek a reakciók a képződés fordítottjai. Azt mutatják, hogy a vegyületek kombinációk, nem pedig keverékek.