Tất cả các hợp chất hữu cơ đều chứa các chuỗi nguyên tử cacbon dài. Nói chung, hóa học hữu cơ liên quan đến các phân tử gốc cacbon, trong khi hóa học vô cơ là ngành nghiên cứu các phân tử không chứa cacbon. Tuy nhiên, không phải tất cả các hợp chất có chứa cacbon đều là chất hữu cơ.
Khi các nhà hóa học ban đầu bắt đầu nghiên cứu các sinh vật sống, họ nhận thấy rằng gần như tất cả các cấu trúc và chất hiện diện đều dựa trên nguyên tử cacbon. Họ gọi những phân tử như vậy là hữu cơ bởi vì họ nghĩ rằng chỉ những sinh vật sống mới có thể tạo ra chúng. Các nhà hóa học này nghi ngờ rằng các sinh vật sống đã tiêm một thứ gọi là sinh lực vào các phân tử như vậy. Dòng suy nghĩ này đã sớm bị loại bỏ. Các nhà hóa học hiện đại hiểu rằng có rất ít sự khác biệt cơ bản giữa các phân tử hữu cơ và vô cơ.
Một số ví dụ về hóa chất hữu cơ là metan, etan, butan và axit pyruvic. Carbon tham gia vào rất nhiều phân tử vì nó là một nguyên tử linh hoạt có thể liên kết với tối đa bốn nguyên tử khác. Điều này giúp chúng ta có thể tạo ra các phân tử dài và phức tạp từ các nguyên tử cacbon.
Các sinh vật sống phải sử dụng các phân tử vô cơ để sống. Một hợp chất vô cơ quan trọng mà cuộc sống cần là nước. Nước được tạo ra từ hai nguyên tử hydro, một nguyên tử oxy và không có chuỗi nguyên tử cacbon, vì vậy nó vô cơ. Carbon dioxide, chứa một nguyên tử carbon và hai nguyên tử oxy, không phải là chất hữu cơ vì nó không có chuỗi carbon dài.
