Chaque molécule organique contient du carbone. Les différentes classifications des composés organiques sont déterminées par le nombre d'atomes de carbone dans le composé, le type de liaisons qu'ils forment les uns avec les autres et le type de liaisons qu'ils forme avec d'autres éléments.
Les molécules organiques contiennent généralement une ou plusieurs liaisons carbone-hydrogène, faisant de l'hydrogène le deuxième élément le plus courant dans un composé organique.
De nombreuses molécules biologiques associées aux processus vitaux sont organiques, notamment l'ADN, les graisses, les sucres et les protéines. Les sources de carburant telles que le méthane et les alcools sont également des composés organiques. Le contraire des molécules organiques sont les molécules inorganiques, qui ne contiennent généralement pas de carbone.