Un matériau qui peut être représenté par une formule chimique est soit un mélange, soit une substance pure. Les mélanges, ou composés, peuvent être représentés par une formule chimique pour indiquer quels atomes constituent leur composition. Les substances pures, telles que l'eau, peuvent également être représentées par des formules chimiques.
Les formules chimiques incluent tous les atomes qui composent un certain mélange ou une substance pure. Dans les formules chimiques, les atomes apparaissent sous les formes abrégées que l'on trouve dans le tableau périodique. La quantité de chaque atome dans une formule chimique est ensuite indiquée par un numéro en indice à côté du nom abrégé de l'atome. Les atomes peuvent apparaître dans n'importe quel ordre dans une formule chimique.