Les hydrocarbures carbonés peuvent être classés en quatre grandes catégories : les hydrocarbures saturés, insaturés, cycloakanes et aromatiques. Les hydrocarbures saturés sont constitués de liaisons covalentes simples entre les atomes de carbone tandis que les hydrocarbures insaturés ont un ou plusieurs doubles ou triples liaisons partagées entre les atomes de carbone adjacents. Les cycloalcanes font référence aux hydrocarbures qui contiennent un ou plusieurs cycles carbonés tandis que les hydrocarbures aromatiques sont des composés avec des liaisons simples et doubles alternatives entre les cycles carbonés
Les hydrocarbures saturés sont également appelés alcanes ou paraffines. Ils se présentent sous forme d'espèces ramifiées ou linéaires et constituent la base de la plupart des carburants pétroliers. Un exemple de ce type d'hydrocarbure est le méthane, qui est également le type d'alcane le plus basique. D'autres exemples incluent le butane, le pentane et le propane. Les hydrocarbures saturés ont la formule générale CnH2n+2.
Les hydrocarbures insaturés peuvent être des alcènes ou des alcynes. Les alcènes font référence à des composés avec au moins une double liaison carbone-carbone, tandis que les alcynes ont au moins une triple liaison carbone-carbone. Les hydrocarbures insaturés peuvent également comporter à la fois des doubles et des triples liaisons. Dans de tels cas, le composé est nommé avec un préfixe précédant le suffixe ène ou yne en fonction de la position de la liaison, par exemple 2 4-pentadiène. Les hydrocarbures insaturés sont très réactifs avec l'eau, les halogénures d'hydrogène, les alcools et les halogènes élémentaires. Les alcynes sont cependant plus réactifs que les alcènes.