Hóa chất hữu cơ là bất kỳ phân tử nào có ít nhất một nguyên tử cacbon tạo thành cơ sở của nó và một vài ví dụ về phân tử hữu cơ bao gồm vật chất sống như DNA của thực vật và động vật, vật chất tự nhiên không tồn tại như mêtan, nhiên liệu hóa thạch và kim cương và các vật liệu nhân tạo như sợi carbon.
Carbon, ngoài việc là nguyên tố phong phú thứ tư tính theo khối lượng trong vũ trụ, còn là nguyên tố cốt lõi của một lượng hợp chất đáng kinh ngạc trên Trái đất. Carbon là đặc biệt trong số các nguyên tố vì nó dễ dàng hình thành các liên kết rất bền và đồng đều với hầu hết các nguyên tố khác. Các nguyên tử cacbon cũng có thể liên kết để tạo thành chuỗi cacbon có độ dài không giới hạn mà các nguyên tố và phân tử khác có thể tạo ra. Ví dụ: DNA và RNA có nền tảng được xây dựng dựa trên carbon và là nền tảng của tất cả sự sống đã biết.
Các hợp chất hữu cơ cũng thường xuất hiện trong công nghệ nhân tạo. Ngày nay, sợi carbon được ứng dụng trong các lĩnh vực mà trước đây kim loại nặng hơn nhiều được sử dụng mà không làm giảm độ bền. Các chip máy tính có chứa silicon, một nguyên tố có nhiều đặc tính tương tự như carbon nhưng không thể hình thành các liên kết chặt chẽ hoặc đồng nhất. Việc hiểu và vận dụng carbon và các dạng của nó đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể về công suất tính toán và hiệu suất điện.
