Os compostos orgânicos estão por todo o lado: no seu corpo, na sua alimentação, na sua roupa, nos seus medicamentos e no seu combustível. São compostos químicos que contêm átomos de carbono ligados ao hidrogénio. Os átomos de carbono também se podem ligar ao oxigénio, azoto, enxofre, fósforo e halogéneos. A diversidade é enorme. Milhões de compostos orgânicos são conhecidos e novos são sintetizados a cada ano.

O carbono é a chave. Possui quatro eletrões de valência, podendo formar quatro ligações. Pode ligar-se a si próprio em cadeias, ramificações e anéis. Pode formar ligações simples, duplas e triplas. Esta versatilidade permite uma variedade quase infinita de estruturas. Os compostos orgânicos mais simples são os hidrocarbonetos, como o metano e o octano. A adição de grupos funcionais cria álcoois, ácidos, aminas e milhares de outras famílias de compostos.

Os compostos orgânicos são a base da vida. As proteínas, os hidratos de carbono, os lípidos e os ácidos nucleicos são todos orgânicos. São também a base da indústria petroquímica. Os plásticos, fertilizantes, pesticidas, produtos farmacêuticos e fibras sintéticas são produzidos a partir de matérias-primas orgânicas. A química orgânica é o estudo destes compostos e das suas reações.

A distinção entre orgânico e inorgânico não é absoluta. O dióxido de carbono, os carbonatos e os cianetos contêm carbono, mas são geralmente classificados como inorgânicos. A ureia foi o primeiro composto orgânico sintetizado a partir de materiais inorgânicos, em 1828, por Friedrich Wöhler. Esta síntese tornou ténue a linha divisória entre a química dos seres vivos e a química dos materiais não vivos.