Các hợp chất hữu cơ chứa cacbon và hầu hết tất cả các hợp chất hữu cơ đều chứa hydro, trong đó nhiều hợp chất còn bao gồm các nguyên tử nitơ, oxy hoặc lưu huỳnh bổ sung. Tuy nhiên, không phải tất cả các hợp chất có chứa cacbon đều có thể được coi là hữu cơ . Các hợp kim kim loại có chứa cacbon, chẳng hạn như thép, sẽ không được coi là hữu cơ trên toàn cầu, chủ yếu là vì chúng không tham gia vào các quá trình sinh học.
Một định nghĩa thường được chấp nhận về hợp chất hữu cơ là nó là một hợp chất tham gia vào quá trình sinh hóa và đóng một vai trò trong sự tồn tại của một sinh vật sống. Quan điểm về các hợp chất hữu cơ này bắt nguồn từ niềm tin cổ điển rằng một số chất quan trọng đối với sự sống và chỉ được sở hữu hoặc tạo ra bởi các sinh vật sống. Niềm tin này đã bị thay đổi vào những năm 1820 khi Friedrich Wohler chứng minh rằng hai hợp chất được tìm thấy trong cơ thể sống, axit oxalic và urê, có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm.
Nhiều lĩnh vực hóa học hiện đại kể từ đó đã coi bất kỳ hợp chất nào có chứa một mức độ đáng kể nguyên tố cacbon là hợp chất hữu cơ, ngay cả khi nhiều hợp chất chứa cacbon không liên quan đến các quá trình sinh học. Ví dụ, các hợp chất hữu cơ đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực phi sinh học như hóa dầu, chất kết dính và chất dẻo.
Phần lớn các hợp chất hữu cơ là hợp chất phân tử chứ không phải là hợp chất ion và có thể được tổng hợp hiệu quả bên ngoài cơ thể sống. Một số hợp chất hữu cơ phổ biến nhất là carbohydrate, protein, vitamin, enzym, polyme và nhiều dạng nhiên liệu.
